熔融长丝制造3D打印的毒性有多大？

近日，UL Research发布了一项新研究，旨在揭示熔融长丝制造（FFF）3D打印过程中挥发性有机化合物（VOC）和颗粒排放的性质。出人意料的是，这个问题的答案很复杂。不过，在了解研究结果前，UL的模型计算认为，最坏情况下的个人接触距离是与运行中3D打印机在约1米（3英尺）的范围内。在模拟的非工业环境中，研究人员假设打印机是唯一的排放源。

是什么使FFF 3D打印有毒？
虽然FFF打印条件在影响排放方面起着关键作用，但长丝材料也是一个重要因素。不同的材料需要不同的最佳打印设置。ABS、尼龙和HIPS长丝始终是颗粒数释放率最高的材料，而金属和PLA长丝紧随其后。在本次研究选择的9种材料中，有7种材料的前5种挥发性有机化合物中都含有甲醛。

金属复合丝的颗粒尺寸更大，质量释放率更高，这表明与纯聚合物长丝相比，这些材料的释放行为特别不同。不同长丝材料的总挥发性有机化合物排放率各不相同，其中ASA、PETG、ABS和一些尼龙长丝的排放率较高。相反，金属复合丝的总挥发性有机化合物排放量较低，这可能是因为金属含量较高的缘故。排放最多的前5种挥发性有机化合物，与长丝的主要聚合物材料有关，这为了解打印过程中释放的特定化学物质提供了线索。

在9种长丝材料中至少有5种检测到相关化学品

不过研究也指出，很难将颗粒物和挥发性有机化合物的排放量联系起来，总体上观察到的相关性很低，甚至没有。研究结果表明，特定材料类型的排放量差异很大。制造商特定的配方和添加剂成为某些挥发性有机化合物高排放的潜在因素，与其他打印条件无关。

ABS和HIPS材料产生的暴露浓度最高，而PLA、PETG和PVA的暴露浓度中值较低。其释放水平与家庭、办公室和学校中发现的典型超细粒子水平相当（但有时更高）。研究还表明，个人接触FFF排放物的情况与在煤气灶上做饭等室内活动类似。

尽管这项研究假设的环境是打印机是唯一的排放源，但在现实世界中，从炉灶到空调，家庭和办公环境中的所有东西都是排放源。这些条件自然会导致空间中的微粒浓度高于推荐值。此外，进出房间的气流也起到了作用。

研究结果的建议是，为了现场安全，应尽量避免使用苯乙烯单体等高排放材料以及在密闭空间或通风条件有限的地方操作打印机。要深入了解研究结果，请访问Science Direct网站。