Чи токсичні випари від 3D-принтерів? Поради з безпеки для PLA, ABS та інших матеріалів

Roy Hill 03-07-2023
Roy Hill

Немає сумнівів у досконалості того, що принесли у світ 3D-принтери, але одна важлива думка спадає на думку, коли йдеться про небезпеку, яку несуть ці машини. Ця стаття зосереджена на визнанні того, чи є нитки, що використовуються для 3D-друку, токсичними для здоров'я, чи ні.

Випари ниток для 3D-принтерів токсичні, коли плавляться при дуже високих температурах, тому чим нижча температура, тим менш токсична нитка для 3D-принтера. PLA відома як найменш токсична нитка, в той час як нейлон - одна з найбільш токсичних ниток. Ви можете зменшити токсичність за допомогою корпусу та очищувача повітря.

Якщо говорити простою мовою, 3D-друк - це процедура, яка передбачає термічне розкладання. Це означає, що коли друкарська нитка розплавляється при надмірній температурі, вона неодмінно виділяє токсичні випаровування і леткі сполуки.

Таким чином, ці біпродукти становлять загрозу для здоров'я споживачів. Інтенсивність, з якою вони можуть виявитися шкідливими, однак, варіюється через низку причин, які будуть розглянуті далі в цій статті.

    Як може чорнило для 3D-принтерів зіпсувати наше здоров'я?

    Швидкість, з якою термопласти починають виділяти небезпечні частинки, прямо пропорційна температурі. Вища температура означає, що виділяється більша кількість цих загрозливих частинок, а отже, вищий ризик.

    З іншого боку, слід зазначити, що фактична токсичність може варіюватися від нитки до нитки. Деякі з них є більш токсичними, а інші - менш.

    Згідно з дослідженням, проведеним ACS Publications, деякі нитки виділяють стирол, який вважається канцерогеном. Стирол може викликати втрату свідомості, цефалгію та втому.

    Крім того, токсичні випари, що виділяються з розплавленого пластику, часто вражають дихальну систему і можуть спричинити пряме пошкодження легенів. Також існує ризик виникнення серцево-судинних захворювань, оскільки токсини потрапляють у кров.

    Вдихання частинок, що виділяються термопластами, ще більше збільшує ймовірність розвитку астми.

    Щоб розібратися в цьому питанні, нам потрібно зрозуміти, в чому саме полягає небезпека і в якій формі. Але не тільки це, а й загальна інформація про найпопулярніші друкарські нитки та проблеми з їхньою безпечністю.

    Пояснення токсичності

    Краще розуміння того, чому термопласти можуть бути фатальними для життя людини, допоможе розшифрувати весь феномен.

    По суті, 3D-принтер творить чудеса, друкуючи шар за шаром, але при цьому він забруднює повітря. Як він це робить - ось на чому ми повинні зосередитися в першу чергу.

    Дивіться також: Нитка для 3D-принтера 1,75 мм проти 3 мм - все, що вам потрібно знати

    Коли термопласти плавляться при високих температурах, вони починають виділяти частинки, які можуть мати негативні наслідки для якості повітря в приміщенні, а отже, спричиняти забруднення повітря.

    Досліджуючи цю форму забруднення, було виявлено, що існує два основних типи частинок, які утворюються під час друку:

    • Ультрадисперсні частинки (UFP)
    • Летючі органічні сполуки (ЛОС)

    Ультрадисперсні частинки мають діаметр до 0,1 мкм. Вони легко проникають в організм і цілеспрямовано вражають клітини легенів. Існує також ряд інших ризиків для здоров'я, пов'язаних з проникненням НЧ в організм людини, таких як різні серцево-судинні розлади та астма.

    Летючі органічні сполуки, такі як стирол і бензол, також наражають користувачів 3D-принтерів на ризик, оскільки вони пов'язані з раком. Управління з охорони навколишнього середовища (EPA) також класифікує ЛОС як токсичні речовини.

    Дослідження, проведене Технологічним інститутом Джорджії у співпраці з Науковим інститутом Вейцмана в Ізраїлі, продемонструвало безсумнівний негативний вплив викидів частинок від 3D-принтерів.

    Для цього вони збільшили концентрацію частинок, що надходили з 3D-принтерів, щоб вони контактували з клітинами дихальних шляхів людини та клітинами імунної системи щурів. Вони з'ясували, що частинки викликали токсичну реакцію і впливали на потенційність клітин.

    Говорячи про конкретні нитки, дослідники взяли PLA та ABS - дві найпоширеніші нитки для 3D-друку. Вони повідомили, що ABS виявився більш смертельним, ніж PLA.

    Причиною цього є той факт, що з підвищенням температури плавлення ниток утворюється більше викидів. Оскільки ABS - це матеріал для друку, який плавиться при високій температурі, він може виділяти більше парів, ніж PLA, який плавиться при нижчій температурі.

    З огляду на це, досить дивно, що багато людей не знають про ризики для здоров'я, пов'язані з 3D-друком.

    Дивіться також: 8 способів, як полагодити екструдер на 3D-принтері, що клацає або ковзає

    Багато користувачів повідомляли про головні болі, запаморочення та втому після певного часу роботи з принтером, і лише згодом з'ясовували, що основною причиною погіршення їхнього здоров'я було постійне опромінення.

    П'ять найпоширеніших ниток та їхня токсичність

    Додатково розкриваючи тему, ми розглянемо та обговоримо 5 найпоширеніших друкарських ниток, їхній склад і те, чи несуть вони якусь небезпеку.

    1. НВАК

    PLA (полімолочна кислота) - це унікальна термопластична нитка, яку отримують з природних ресурсів, таких як цукрова тростина та кукурудзяний крохмаль. Оскільки PLA біологічно розкладається, він є найкращим вибором для ентузіастів та експертів у галузі поліграфії.

    Оскільки PLA - це тип нитки, яка плавиться при нижчій температурі, близько 190-220°C, вона менш схильна до деформації і менш стійка до нагрівання.

    Хоча вдихання парів будь-якого пластику не може бути корисним ні для кого, порівняно з сумнозвісним ABS, PLA виходить на перше місце за рівнем викидів токсичних парів. Це головним чином тому, що він не потребує інтенсивних умов для екструзії на друкарську форму.

    При термічному розкладанні він розпадається на молочну кислоту, яка, як правило, нешкідлива.

    PLA вважається екологічно чистим, хоча він може бути більш крихким, ніж ABS, а також менш стійким до нагрівання. Це означає, що спекотний літній день з підвищеною температурою може призвести до деформації та втрати форми надрукованих об'єктів.

    Шукайте нитки OVERTURE PLA на Amazon.

    2. АБС

    АБС розшифровується як акрилонітрил-бутадієн-стирол. Це одна з найпоширеніших ниток для друку, що використовується для формування об'єктів, які повинні витримувати високі температури. Хоча його називають пластиком, що не розкладається, нитка АБС є пластичною та термостійкою.

    Однак, зважаючи на широке використання ABS протягом багатьох років, деякі брови почали підніматись проти його заходів безпеки.

    Оскільки АБС плавиться при дуже високих температурах, особливо в діапазоні 210-250°C, він починає виділяти пари, які, за повідомленнями, викликають дискомфорт у користувачів.

    Тривалий вплив може викликати не лише незначний дискомфорт, але й подразнення очей, проблеми з диханням, головний біль і навіть втому.

    Перевірте SUNLU ABS Filament на Amazon.

    3. нейлон (поліамід)

    Нейлон - це термопластик, широко відомий у поліграфічній промисловості завдяки своїй надзвичайній міцності та гнучкості. Для досягнення оптимальних характеристик він потребує нагрівання від 220°C до 250°C.

    Для ниток на нейлоновій основі потрібне нагрівальне полотно, щоб забезпечити хорошу адгезію та низьку ймовірність деформації.

    Незважаючи на те, що нейлон набагато міцніший за ABS або PLA, закрита друкарська камера вкрай необхідна для мінімізації ризиків для здоров'я. Підозрюють, що нейлон виділяє леткі органічні сполуки під назвою капролактам, які токсичні при вдиханні і здатні завдати серйозної шкоди дихальній системі.

    Тому постійна робота в середовищі, де використовується нейлонова нитка, безумовно, викликає занепокоєння і рекомендується вживати заходів обережності.

    Шукайте нейлонові нитки OVERTURE на Amazon.

    4. полікарбонат

    Полікарбонат (ПК) - це, мабуть, один із найміцніших матеріалів для друку, доступних на ринку. Те, що не можуть запропонувати PLA або ABS, полікарбонат справді забезпечує.

    Вони володіють феноменальними фізичними властивостями і знаходяться на передовій у виробництві надміцних предметів, таких як куленепробивне скло та будівельні матеріали.

    Полікарбонат має здатність згинатися в будь-якій формі, не тріскаючись і не ламаючись. Крім того, він надзвичайно стійкий до високих температур.

    Проте, стійкість до високих температур також означає, що вони мають підвищену ймовірність деформації. Тому для друку на ПК обов'язковою умовою є наявність захисного кожуха над принтером і попередньо підігрітої платформи.

    Говорячи про безпеку, полікарбонат також виділяє значну кількість частинок, які можуть завдати шкоди здоров'ю людини. Користувачі повідомляють, що якщо довго дивитися на об'єкт, який друкується на комп'ютері, починає пекти очі.

    Подивіться прозорі полікарбонатні нитки Zhuopu на Amazon.

    5. ПЕТГ

    Поліетилентерефталат, модифікований гліколізацією, дав життя PETG - нитці, що набуває популярності завдяки своїм екологічно чистим властивостям і широким можливостям.

    PETG може похвалитися глянцевим і гладким покриттям предметів, що робить його дуже зручним і чудовою альтернативою PLA і ABS.

    Крім того, багато користувачів PETG надали позитивні відгуки про те, що вони майже не відчули деформації, а також про те, що нитка легше прилягає до друкарської платформи.

    Це робить його великим конкурентом на ринку, оскільки він також є водостійким і широко використовується у виробництві пластикових пляшок для води.

    Шукайте нитки HATCHBOX PETG Filament на Amazon.

    Поради, як зменшити вплив токсичних речовин від ниток

    Як тільки люди дізнаються про токсичність деяких найпоширеніших ниток, вони задаватимуться одним і тим же питанням: "Що мені тепер робити?" На щастя, запобіжні заходи - це не така вже й складна наука.

    Правильна вентиляція

    Більшість принтерів заздалегідь оснащені вузькоспеціалізованими вугільними фільтрами для мінімізації викидів диму. Незважаючи на це, ми повинні оцінити та встановити правильні умови друку.

    Завжди рекомендується друкувати в приміщенні з хорошою вентиляцією або на відкритому повітрі. Це допомагає фільтрувати повітря і виводити випаровування назовні.

    Обмеження впливу

    Переконайтеся, що ваш 3D-принтер знаходиться в місці, де люди не мають постійного доступу до нього. Скоріше за все, це має бути спеціальна зона або кімната, до якої людям не потрібно заходити, щоб дістатися до потрібної області.

    Мета полягає в тому, щоб обмежити вплив частинок і шкідливих викидів, які надходять від вашого 3D-принтера.

    Що можна і чого не можна

    "До".

    • Налаштування 3D-принтера в гаражі
    • Використання нетоксичного чорнила для принтера
    • Підтримувати загальну обізнаність про загрозу, яку становлять деякі термопласти
    • Регулярна заміна вугільного фільтра принтера, якщо такий є

    The Don't

    • Встановлення 3D-принтера у спальні або вітальні з поганою вентиляцією
    • Ви не провели ретельне дослідження щодо нитки, яку ви використовуєте
    • Залишати принтер на ніч у тому ж місці, де ви спите

    Roy Hill

    Рой Хілл — пристрасний ентузіаст 3D-друку та технологічний гуру, який володіє багатими знаннями про все, що стосується 3D-друку. Маючи понад 10 років досвіду роботи в галузі, Рой опанував мистецтво 3D-проектування та друку та став експертом у новітніх тенденціях і технологіях 3D-друку.Рой отримав ступінь інженера-механіка Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) і працював у кількох авторитетних компаніях у сфері 3D-друку, включаючи MakerBot і Formlabs. Він також співпрацював з різними компаніями та окремими особами, щоб створювати спеціальні 3D-друковані продукти, які зробили революцію в їхній промисловості.Окрім пристрасті до 3D-друку, Рой є завзятим мандрівником і любителем активного відпочинку. Любить проводити час на природі, в походах і в кемпінгу з родиною. У вільний час він також наставляє молодих інженерів і ділиться багатством знань про 3D-друк через різні платформи, включаючи свій популярний блог 3D Printerly 3D Printing.