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儀器網 材料化工】從20世紀80年代3D打印成為現實開始，僅僅30多年，3D打印技術就已經深入到社會生活的各個方面。工業級別的3D打印機可以用于復雜零部件的一次成型，不僅可以減少成本，還可以保持零件之間質量與精度的統一，還可以用于模具的快速制作，提高生產效率。而桌面級別的3D打印機也已經在我們的日常生活中有了廣泛應用。
3D打印的工作原理是以線材
塑料或其他基礎材料為原料，通過高溫將材料融化，并按照數字模型分區形成的截面逐層累增打印。常用的熱塑材料有ABS樹脂、HIPS、聚碳酸酯、尼龍等。在打印過程中，熱塑材料在高溫下融化，不僅會釋放出多種揮發性有機化合物(VOCs)，還會釋放出大量超微顆粒(UFP，直徑小于0.1微米的粒子)，從而降低室內
空氣質量，甚至對人體健康造成危害。
不同材料進行3D打印時釋放的VOCs成分也有區別，例如ABS會釋放苯乙烯。對人體神經系統、呼吸系統、循環系統等造成毒害。而超微顆粒可以通過呼吸在肺部沉積，甚至透過肺泡進入血液循環系統，從而損害人體健康。過去幾年，已經有多項研究對3D打印釋放的污染物對人類健康可能造成的負面影響進行了調查，并得出了一些結果。例如UL化學安全和佐治亞理工學院就曾進行過為期兩年的調查，探討臺式3D打印機對室內空氣質量影響。
12月15日，3D打印和新興材料暴露和風險評估研討會上，一些新的研究成果發布，不僅揭示了3D打印釋放的超微顆粒對室內空氣質量和公共健康的影響，也探討了這些釋放物的具體成分、顆粒大小和停留時間等研究。如美國國家職業安全和健康研究所的研究評估了ABS 樹脂釋放的顆粒對于人類肺部細胞的毒性。
3D打印污染排放的研究對于檢測儀器的依賴程度很高。其中的VOCs可以需要使用質譜儀器進行檢測。美國環境保護署的一項研究就使用了定制的反應器和質譜儀(熱診斷研究系統(STDS))，在反應器中模擬實際打印過程中加熱的時間、溫度以及以及噴嘴處的氧氣濃度，然后利用質譜儀器進行分析。超微顆粒的在環境空氣污染研究就已經有了較為成熟的計數與分析系統，可以集超微顆粒計數和視頻記錄于一體。通過類似的系統，研究者可以分析3D打印時，超微顆粒的分布、在空氣中的停留時間等情況。
目前，3D打印污染排放的研究仍然處于起步階段，國內的相關研究更少。技術是科技發展的趨勢之一，未來還會在生產和生活中進一步普及。因此關于這種技術對環境的污染和對人體健康的損害都是必須要解決的問題。有一些簡單的措施可以幫助操作人員減少3D 打印對室內空氣質量的負面影響，比如保持通風良好、為3D打印加裝外殼、等噴嘴溫度設置為材料溫度范圍的下限等。然而這些措施治標不治本，要想徹底解決這一難題，我們還是需要從材料以及3D打印技術本身的改進著手，而這要求我們升級檢測手段，對3D打印污染排放有更深的了解。
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