打印技术|3D打印影响健康?关键看材料


打印技术|3D打印影响健康?关键看材料
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在第十六届中国(无锡)国际设计博览会现场 , 观众正在订制3D打印巧克力 。本报采访人员张楠摄
不经意间 , 增材制造(3D打印)已走进我们的生活 。商场、学校、家庭都能发现它的身影 , 也许你案头的摆件、孩子手中的玩具就来自3D打印 。
【打印技术|3D打印影响健康?关键看材料】在几家电商平台上检索3D打印 , 从上百万的大型商用设备、数百元的3D打印笔 , 到几十元的打印耗材 , 各类各款应有尽有 。从平台的销售记录看 , 不少型号的3D打印机销量不错 。
但日前 , 国外一项研究表明 , 3D打印机的使用者和使用3D打印产品的消费者 , 可能面临健康和安全风险 , 让人不禁想问“3D打印还可靠吗”?
发现新问题
日前 , 美国国家职业安全与健康研究所的研究人员在评估了ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物)材料3D打印过程后认为 , 打印过程释放出的颗粒 , 对人类肺部会造成中度毒性伤害 。
一份题为《美国环境保护署最新3D打印排放研究》的报告 , 分析了实验条件下3D打印拉丝挤出机(一种用来制造3D打印机机丝的设备)的排放情况 , 并预测称使用3D打印机时 , 沉积在呼吸道特定位置的颗粒数量对人体会产生潜在危害 。
“迄今为止 , 大众几乎不会注意到自己暴露在3D打印机排放中 。”该报告作者说 , “应增强公众对于3D打印机排放的认识 , 而且儿童对其排放的易感性可能更高 。”
在2020 年风险分析协会虚拟年会期间举行的 3D 打印和新兴材料风险评估研讨会上 , 与会者报告的几项研究表明 , 3D 打印通过熔化塑料细丝或其它基础材料来工作 , 这些材料包括纳米粒子、金属、热塑性材料等 。当塑料或其它基础材料被加热熔化时 , 它们会在附近空气中释放挥发性化合物 , 影响室内空气质量和公共健康 。
该会议建议 , 选择更加环保的3D 打印材料尤为重要 。随着 3D 打印技术的日益普及 , 监管机构、制造商和用户需要将注意力集中在更好地管理 3D 打印带来的潜在风险上 。
3D打印的本质
“3D打印始于快速成型技术 , 其本质是一个材料加工成型的技术 。在航空、航天、航海、兵器、医疗、汽车、工业等领域发展前景广阔 , 被誉为‘第三次工业革命’的核心技术 。”东华大学材料科学与工程学院复合材料系主任游正伟告诉《中国科学报》 , “增材制造在大规模工业化制造方面并无优势 , 因此其主要应用领域是数量相对少的装备、新型结构材料创新、个性化医疗和工业设计、创意产品环节 。”
科学家会根据3D打印材料性能 , 依据所需的应用领域进行针对性的开发 。目前 , 根据成型原理和所适用的材料 , 3D打印主要可分为四类:一是适用于塑料的熔融挤出成型技术(FDM);二是适用于液态光敏树脂的光固化3D打印技术(SLA、DLP等);三是适用于凝胶类材料的直接墨水书写打印技术(DIW);四是适用于金属粉末或聚合物粉末的选择性激光熔化技术(SLM)和选择性激光烧结(SLS)等 。
“对于3D打印是否存在污染或对人体、环境有害的因素 , 我认为要从3D打印加工过程和成型后使用过程两个方面来分析 。”游正伟说 。

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