健康は決して小さな問題ではありません! BOFAはボアオ・アジアフォーラムで3Dプリントの排出物が人間の健康に与える影響に関する研究論文を発表した。

2021年11月12日、アンタークティックベアは、煙と粒子の抽出技術の開発者であるBOFAインターナショナルがボアオアジアフォーラムで、3Dプリントプロセスによって放出される粒子とガスが空気の質に与える影響を検討した研究論文を発表したことを知りました。
この調査では、溶融繊維造形法（FFF）やステレオリソグラフィーなどの3D印刷技術が製造工程で有害な大気汚染物質を生成しやすい理由と、プリンターメーカーが効果的なろ過システムを統合することで従業員の健康と製品の品質をどのように保護できるかについて調査しています。
BOFA の 3DP および成長市場担当プロダクトマネージャー、ロスストーンハム氏は次のように述べています。「このレポートでは、潜在的に有害な排出物を捕捉して除去するのに役立つ効果的な濾過ソリューションを導入することの重要性が強調されています。これにより、潜在的に有害な大気汚染物質からオペレーターを保護するだけでなく、生産中の製品や機械を汚染から守ることができます。」
△ BOFA の 3DP および開発市場製品マネージャー、ロス・ストーンハム氏。写真提供：BOFA。
AM の隠れた危険性への対処<br /> 3D プリンティングには通常、溶解と焼結のプロセスが含まれるため、健康と安全に関する特に懸念される懸念の 1 つは、さまざまな形、サイズ、臭いの汚染物質が空気中に放出されることです。
ポータブル煙抽出技術のリーダーとして、BOFA は、3D プリンターによって生成される空気中の排出物に関連するリスクを軽減するために、積層造形業界に特化した製品ポートフォリオを開発してきました。
7月、BOFAはフランスに拠点を置く3DプリンターサプライヤーAtome3Dと販売提携を結び、同社の3D PrintPRO空気ろ過製品を供給した。これらのデバイスはサードパーティの 3D プリンターに統合して、印刷プロセス中に放出される有害な煙や粒子を捕捉することができます。
このような大気汚染物質には、通常ナノメートル範囲の大きさの超微粒子 (UFP) や、独特の刺激臭を持つ揮発性有機化合物 (VOC) が含まれます。
両方のタイプの排出物の有害な影響は十分に文書化されており、国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) などの組織は 3D プリント専用の健康と安全に関するポスターを発行しています。
他にも、ソウル国立大学の研究者らは、FFF 3D プリント中のノズル温度が有害粒子放出率に与える影響について以前に調査しており、米国環境保護庁 (EPA) の科学者らも、今回は炭素繊維強化 ABS などの複合材料に焦点を当てて、FFF 3D プリント中の VOC 放出を研究している。
△ FFF処理中に微粒子が放出される。画像提供：BOFA。
BOFAの3Dプリント排出レポート
BOFA の調査レポートは、FFF とバット光重合技術 (ステレオリソグラフィー/SLA やデジタル光処理/DLP など) という 2 つの 3D 印刷プロセスに特に焦点を当てています。この調査は、3D プリンターの排出物の影響を認識し、より情報に基づいた安全な方法で 3D プリンターを使用できることにより、3D プリンター市場の健全な発展をより適切に導くことを目的としています。
FFF とバット光重合プロセスはどちらも初心者ユーザーに人気がありますが、その設計では、印刷室の近くで行われる頻繁な手動ロード、取り扱い、およびプロセス最適化が必要になることがよくあります。これは、オペレーターが空気中の排出物にさらされる可能性が高くなることを意味します。
このレポートでは、他の研究事例の中でも、3D プリンターのノズルの温度が FFF プロセスで生成される粒子の量に大きく影響する可能性がある方法について概説しています。ノズルの温度が上昇すると、印刷プロセス中に生成される平均粒子サイズが小さくなり、粒子が人体に浸透しやすくなり、結果として人の健康に悪影響を及ぼすことになります。
研究論文では、FFF プリンターから排出されるガスには VOC も含まれており、ユーザーに頭痛、目や皮膚の炎症、さらには職業性喘息を引き起こす可能性があることも判明しました。
さまざまなプラスチックフィラメントも、さまざまな程度に汚染物質を放出する物質として特定されています。たとえば、ABS フィラメントはスチレン、アクリロニトリル、ブタジエンを放出し、PLA フィラメントは乳酸と有機酸を放出します。しかし、PLA で印刷すると ABS よりも臭いがはるかに少ないため、リスクははるかに低いかまったくないと考える人が多いのですが、データによると、人間の感覚で感知できるかどうかに関係なく、両方の材料が VOC を生成します。そのため、換気のために窓を開けて印刷することが、ほとんどのユーザーにとって標準的な方法となっています。
次はバット光重合技術です。この技術では、液体材料を自然な状態で加熱することで生じる光反応によっても大気汚染物質が放出されることがわかっています。印刷プロセスでは樹脂が固体材料に変換されるため、そのすべてが完成部品に使用されるわけではなく、その後ナノ粒子が生成されます。 BOFA の報告書では、研磨、接着、溶剤ベースの仕上げなどの作業による後処理中に発生する排出物についても検討しています。
△大バレル光重合時の揮発性有機化合物の放出。画像提供：BOFA。
3D プリントの排出物はどれくらい有害ですか?
3D プリンターの操作に伴う空気感染による健康被害に注意することが重要です。ただし、これらの 3D プリント排出物は一般に VOC と粒子に分けられますが、粒子とガスの複合的な影響も考慮する必要があります。
BOFAによれば、ユーザーには3Dプリンターからの排出物を知る権利があり、これは雇用主が従業員を保護するという法的責任を遵守するのに役立つはずだ。
報告書では、印刷プロセス中に放出される粒子のサイズが、人間の呼吸器系のどこに定着するかに影響するため、粒子のサイズが人間の健康に与える影響を認識することが特に重要であると指摘している。粒子が小さいほど呼吸器系に侵入しやすくなり、人体への有害性が増します。 BOFAは、化学物質は使用者の肺や皮膚から吸収される可能性があるため、ガスと呼吸器系との相互作用も考慮する必要があると指摘した。
△3DPrintPRO 3と3Dプリンターの統合。画像提供：BOFA International。
排出の影響を軽減する<br /> BOFA のレポートでは、3D プリントの排出物の危険性について読者に啓発するだけでなく、ユーザーを保護するためのさまざまな緩和策も提案しています。
最も効果的な保護戦略の 1 つは、固定換気システムや直接空気抽出技術などの工学的制御です。ただし、どちらの技術もユーザーを危険から隔離するのにかなり効果的ですが、プロセス中に発生する排出物を常に完全に封じ込めるわけではなく、構築が完了してオペレーターが印刷された製品を回収するときにこれらの排出物が放出される可能性があります。
手順管理や個人用保護具（PPE）も人々を排出物から守る手段ですが、これらは個人の曝露を制限するだけで、危険そのものを制御するものではありません。報告書の中で、BOFA は、3D プリントによる排出リスクに対する最高レベルの保護は、専門的な直接抽出 (LEV) システムによって提供されると主張しています。
将来を見据えて、BOFA は、3D プリンターの生産性の向上と印刷される材料の量、そして結果として生成される排出量との間に直接的な相関関係があると予測しています。研究報告は、将来的には付加製造の採用が進み成熟するにつれて、人々がこの技術の安全性にさらに注意を払うようになる可能性があることを示唆している。したがって、機械および材料メーカーは、製品の安全性を確保するために適切なテストを実施する責任があります。
BOFA は来週の Formnext のブースで研究論文の全結果を発表する予定で、詳細を知りたい方はここから論文をダウンロードできます。
関連論文リンク: https://bofainternational.com/en/3d-printing-emissions/

健康は決して小さな問題ではありません! BOFAはボアオ・アジアフォーラムで3Dプリントの排出物が人間の健康に与える影響に関する研究論文を発表した。

王向明院士が付加設計について語る | 航空機の新概念構造設計とエンジニアリングの応用

技術を実用化し、ついに3Dプリントに成功した

3Dプリントランプが夜の静けさをもたらす

LLNL のエンジニアが部品の品質を保証するために液体金属噴射の現場監視ツールを開発

総合：17台の海外指向性エネルギー堆積3Dプリンター

日本の道路は老朽化しており、3Dプリントで道路状況を検査

水の連結橋：科学者が全液体の「ラボオンチップ」を3Dプリント

マテリアライズのe-Stage自動サポートにより、Tianqiは付加的な歯科用3Dプリントを効率的に適用できるようになりました。

流体計量および堆積技術 - 粘土の高品質3Dプリント

「華在」が3Dプリント展上海普盛ブースに登場し、その場で歌を歌って観客を魅了した。

推薦する

科学：ISTAの研究者が高性能で持続可能な熱電材料を3Dプリント

ハブスは、パンデミックによって引き起こされた世界的なサプライチェーンの混乱を調査した2021年サプライチェーンレジリエンスレポートを発表しました。

3Dプリントサービスは広告業界で独自の利点を持っています

DeyiweiはBJバインダージェット3Dプリント技術に焦点を当て、量産アプリケーションセンターを構築しています。

ストラタシス、中華圏で3Dプリント材料価格を30%値下げ、教育パッケージを開始

中国航空宇宙ニュース：「印刷」エンジンの奇跡 - 第31研究所における積層造形の開発に関する補足情報

2021年レーザーシンポジウムと第4回国際積層造形シンポジウム（ISAM）の概要

モロッコは、インキュベーションから生産ラインまで、国内の科学研究チームと協力し、科学研究成果の変換チェーン全体を開放しています。

Shining 3Dは3つの主要な国際展示会で高精度3Dビジョン技術の未来を紹介

粘土で作られた3Dプリンター「CERAMBOT」が、海外で199ドルでクラウドファンディングされている。開発は中国のチームによるものだ。

Hindustan Aeronautics 25KN エンジンの 3D プリントされた燃焼室ケーシング

2021年中国および31省市の3Dプリント産業政策の概要と解釈（全文）

サウジアラビア国立付加製造イノベーション会社が3D Systemsのマシン3台を導入

電気を生成する3Dプリントバイオニックキノコ

【事例紹介】自動車業界における3Dプリンターの活用事例