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3D打印影响健康?关键看材料

2021-03-16 光明网 【 字体:

  在第十六届中国(无锡)国际计划博览会现场,观众正在订制3D打印巧克力。本报记者张楠摄

  不经意间,增材制作(3D打印)已走进咱们的生涯。阛阓、黉舍、家庭都能发明它的身影,或许你案头的摆件、孩子手中的玩具就来自3D打印。

  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,种种各款无奇不有。从平台的发卖纪录看,良多型号的3D打印机销量不错。

  但日前,外洋一项研讨标明,3D打印机的行使者和行使3D打印产物的消费者,能够面对康健和平安危险,让人不禁想问“3D打印还牢靠吗”?

  发明新题目

  日前,美国国家职业平安与康健研讨所的研讨职员在评估了ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物)质料3D打印历程后以为,打印历程开释出的颗粒,对人类肺部会构成中度毒性损害。

  一份题为《美国情况掩护署最新3D打印排放研讨》的陈诉,阐明了实行前提下3D打印拉丝挤出机(一种用来制作3D打印机机丝的设备)的排放状况,并展望称行使3D打印机时,堆积在呼吸道特定地位的颗粒数目对人体会发生潜伏伤害。

  “迄今为止,民众几近不会注意到自身袒露在3D打印机排放中。”该陈诉作者说,“应增强民众关于3D打印机排放的熟悉,并且儿童对其排放的易感功能够更高。”

  在2020 年危险阐明协会虚构年会时期举办的 3D 打印和新兴质料危险评估研讨会上,与会者陈诉的几项研讨标明,3D 打印经由过程凝结塑料细丝或别的基实质料来任务,这些质料包含纳米粒子、金属、热塑性质料等。当塑料或别的基实质料被加热凝结时,它们会在四周氛围中开释挥发性化合物,影响室内氛围品质和大众康健。

  该集会倡议,抉择越发环保的3D 打印质料尤其首要。跟着 3D 打印技巧的日趋遍及,羁系机构、制作商和用户需求将注意力会合在更好地治理 3D 打印带来的潜伏危险上。

  3D打印的实质

  “3D打印始于快速成型技巧,其实质是一个质料加工成型的技巧。在航空、航天、帆海、火器、医疗、汽车、产业等范畴开展远景宽广,被誉为‘第三次产业革命’的中心技巧。”东华大学质料科学与工程学院复合质料系主任游正伟通知《中国科学报》,“增材制作在大规模产业化制作方面并不上风,因而其首要行使范畴是数目相对少的设备、新型构造质料立异、个性化医疗和产业计划、创意产物环节。”

  科学家会根据3D打印质料功能,根据所需的行使范畴举行针对性的开辟。今朝,根据成型道理和所合用的质料,3D打印首要可分为四类:一是合用于塑料的熔融挤出成型技巧(FDM);二是合用于液态光敏树脂的光固化3D打印技巧(SLA、DLP等);三是合用于凝胶类质料的间接墨水誊写打印技巧(DIW);四是合用于金属粉末或聚合物粉末的抉择性激光凝结技巧(SLM)和抉择性激光烧结(SLS)等。

  “关于3D打印能否存在净化或对人体、情况无害的要素,我以为要从3D打印加工历程和成型后行使历程两个方面来阐明。”游正伟说。

  他诠释道,FDM首要用于塑料加工,也是受众面最广的3D打印体例,其实质就是塑料凝结后的三维成型,因而在加工历程中所带来的净化或许细小颗粒开释异常无限。关于光固化打印技巧和DIW,其实质是行使紫外光、温度或许挤出剪切力等相对和气的外界要素转变质料流变性,终究取得三维构造,其行使的也是树脂或凝胶类质料,因而加工历程中基础不会发生对人体无害的因子,除非局部质料行使了一些有机溶剂,但这两种技巧基础都在实行室中行使,每每有公用的透风掩护设备。而SLM和SLS加工历程中少量行使粉末质料,因而粉尘、微粒带来的康健危险较高,但现有的SLM和SLS打印机都采取相对密闭的计划,且加工车间或实行室也有尺度化的防备步伐和请求。

  对此,中科院宁波质料技巧与工程研讨所增材制作技巧团队研讨员许高杰也表白了雷同观念。

  “3D打印有无净化或毒性,取决于所用的打印质料。”许高杰对《中国科学报》说,“今朝所用的3D打印质料基础都是市场上已有的质料,稀奇是良多高分子质料,都是人们日常生涯中罕见和常常打仗到的质料,在净化或毒性方面是经由考核评估后容许行使的。”

  3D打印本“无罪”

  “总体来说,3D打印作为一种新型制作技巧,遭到环球喜爱,其自身是不题目的。”许高杰说,“斟酌到有些高分子质料(或化工产物)在加工时有肯定的(净化或毒性)排放,假如要用作3D打印质料,必需充裕斟酌在成型加热时能够涌现的排放,举行质料挑选和研发。负义务的3D打印质料研发职员和生产单位,城市把质料行使带来的平安题目放在首位。”

  游正伟以为,相关于金属、塑料举行削、切、磨等传统机床“减材制作”所构成的纤细颗粒、废物、废气,“3D打印技巧反而平安性更高”。

  “局部3D打印产物在后续行使历程中,会因为磨损等要素发生塑料微粒或纳米填料的题目。但这类‘原罪’不克不及归于3D打印,而是质料自身的题目,即使不行使3D打印产物,生涯中也有倒模、吹塑等种种复合质料加工成品。因而,不相对‘无净化、无危险’的状况。在一律前提下,3D打印用料更少、更方便,掩护步伐更好、平安性更高。”游正伟说。

  专家以为,某些高分子质料产物存在潜伏伤害是全部制作业面对的个性题目。办理这一题目还要聚焦于新型质料的研发,用其替换现有塑料、树脂等不行降解质料。

  “但有一个题目应惹起注重。”游正伟说,“对打印历程中涌现的题目,工场或实行室都有响应的防护前提和步伐,但3D打印逐步进入家庭后,能够有防护不到位的状况。这一方面请求咱们增强增材制作新质料的研发,研制出功能优胜、情况友爱的新质料,另一方面应当确立包含计划、质料、产物功能、认证检测等在内的一整套增材制作平安尺度体制。”(张双虎)

[义务编纂: 张梦凡 ]

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