新たな研究で3Dプリントの健康リスクが明らかに — PLA素材は比較的安全

3D プリントは健康に有害ですか?この疑問に関する限定的な研究は、2013年にイリノイ工科大学とテキサス大学によって実施されました。結果は、一般的な 3D 印刷材料 (ABS および PLA) が 3D 印刷プロセス中に健康に有害な物質を放出することを示しています。最近、彼らはさらに詳細な研究を実施しましたが、その結果はさらに悪く、限られた空間で特定のフィラメントを使用して3Dプリントすると、空気中の発がん性粒子のレベルが大幅に増加することがわかりました。

現在、科学者たちはこの研究を「デスクトップ3Dプリンターで複数のフィラメントを使用した場合の超微粒子と揮発性有機化合物の排出」と題する論文にまとめ、「環境科学技術」誌の最新号に掲載した。「デスクトップ FDM プリンターが動作中にガスや粒子を排出することはよく知られています」と、論文の著者である Parham Azimi 氏らは述べています。「しかし、これらの排出物の種類とレベル、および材料とプリンターによって排出物がどのように異なるかについては、あまり知られていません。」

2013 年にいくつかのプリンターモデルと材料をテストしましたが、市場には非常に多くのマシンと材料があり、過去 2 年間に多くの新しいものが登場したため、最終的な結論を出すのは簡単ではありませんでした。しかし、3Dプリント中に熱可塑性プラスチックが分解されると、一部の動物に毒性の副作用が見られ、生成される超微粒子が人体に悪影響を及ぼす可能性があると研究者らは述べています。

Antarctic Bearによると、この新しい研究では、科学者たちは3Dプリンターと材料の組み合わせを16種類もテストしたという。プリンターには、FlashForge のデュアルヘッドマシン、Dremel 3D Idea、Sanwei International の da Vinci 1.0、MakerBot Replicator、LulzBot Mini などがあり、材料には ABS、PLA、耐衝撃性ポリスチレン (HIPS)、半透明ナイロン、透明ポリカーボネート、半透明ナイロンベースの可塑化ポリアミド熱可塑性エラストマー、Laybrick、LayWood、TGlase と呼ばれる透明ポリエステルなどがあります。

テストは容積 3.6 立方メートルのステンレス製チャンバーで実施され、10cm × 10cm × 1cm の標準的な小さな物体を印刷しました。主な測定対象は超微粒子 (UFP) と揮発性有機化合物 (VOC) でした。印刷後、これら 2 つの物質は密閉されたチャンバー内のファンによってコレクターに排出されます。

結果は、UFP 濃度が印刷後最初の 10 ～ 20 分以内に大幅に増加するが、その後は基本的に変化しないことを示しています。また、プリンター、材質、印刷物の形状、ノズル、プリントベッドの温度によっても異なります。この物質の濃度が十分に高くなると、特定の呼吸器系の問題を引き起こす可能性があります。

すべての材料の中で、ABS の排出率が最も高く、PLA が最も低く、他の材料はその中間に位置しています (上のグラフを参照)。ほとんどのテストでは、UFP とプリントベッドの温度は正比例します。最も興味深いのは、筐体の存在によって、ABS 素材を使用した MakerBot の UFP が 35% しか削減されなかったことです。

VOC の状況は UFP の場合と同様であり、すべてのテストで検出されました。最も重要な排出物はスチレンであり、6 種類の ABS と 1 種類の HIPS から発生します。

一般的に、ABS や HIPS などの材料は有害な排出物が多くなりますが、PLA は大幅に少なくなります。排出物は主に無害なラクチドです。さらに、研究者らは、3Dプリンターのブランドと有害ガスの排出との間に絶対的な相関関係はないことを発見したため、この点に関しては現在のすべての3Dプリンターが同じレベルにあると推測できます。

では、この研究は 3D プリントが危険であることを意味しているのでしょうか?実際にはそうではありません。実験のテスト時間は実際の状況と似ており、どちらも数時間続きますが、テスト空間が異なるためです。実際に FDM プリンターを使用する際は、密閉された空間ではないため、十分な換気が確保されていれば、上記のような有害物質は速やかに拡散し、被害を回避できます。

さらに読む：「研究により、3D プリントされた部品の一部に有毒な副作用があることが判明」

3ders経由

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