警惕：3D印表機排放有害健康，如同吸入二手菸

2021年12月10日，一則“韓國3D列印課堂檢測出大量致癌物，疑致老師患罕見肉瘤”的新聞，像一顆炸彈扔在了3D列印行業，大家開始反思和討論3D印表機的排放物對人體到底有沒有危害？

到2024年，3D列印市場預計將以23%的複合年增長率增長，3D印表機現在變得很受歡迎，在公司、學校甚至家庭中也越來越常見。但人們很少會考慮3D印表機的排放問題，雖然我們都知道它的存在，卻不知道到底危害有多大，以至於選擇性的忽視了這一客觀存在的問題。

目前，針對於3D列印加熱塑膠釋放的微小顆粒和揮發性化合物，已有一些國外的機構和院校開展了系列的研究，越來越多的證據表明3D印表機的潛在毒性。

2013-2016年

，美國伊利諾伊理工學院做了一項研究，透過在封閉空間對包括FlashForge Creator，Makerbot Replicator 2X在內的5款3D印表機做了測試，結果表明3D印表機在列印過程中向空氣中排放大量有害的超細顆粒 （UFP）。

當使用PLA（聚乳酸）材料在較低溫度下列印時，3D印表機每分鐘排放約200億個粒子，而將材料換作需要更高列印溫度的ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），每分鐘排放約2000億個粒子。

此外，研究表明PLA材料釋放出一種名為丙交酯的良性化學物質，ABS釋放出苯乙烯，一種既有毒又致癌的化學物質。研究人員將其比作在封閉空間中使用燃氣或電爐，又或者在室內吸菸，據稱這些顆粒和化合物可能會導致癌症或其他疾病。

如果說先前的研究已經表明，桌面3D印表機正在釋放小顆粒排放物，但它尚未準確檢測出與列印相關的顆粒和化學物質所含成分。

2016-2018年

，美國佐治亞理工學院研究人員收集了3D印表機釋放的顆粒，並進行了多項測試。結果表明，消費級3D印表機排放的顆粒可能會對室內空氣質量產生負面影響，並有可能損害呼吸系統。

一，熔化材料所需的溫度越高，產生的排放就越多。

二，PLA粒子比ABS粒子毒性更大，但由於列印ABS排放量更大，最終ABS的危害大於PLA。

三，ABS產生的不同揮發性有機化合物VOC不少於200種，其中包括許多已知和可疑的刺激物和致癌物。檢測到的常見VOC包括甲醛、苯乙烯和己內醯胺。此外，尼龍會釋放出一系列不同的低水平VOC，PLA的排放率較低，但仍被發現會產生50多種已確定的VOC。

雖然美國佐治亞理工學院已經指出了3D列印會排放VOC，但並沒有考慮到當某些新增劑被加入到3D列印材料時，這些排放物會如何變化。

2019-2021年，

美國環境保護署EPA的研究人員進行了一項新的塑膠排放研究。首先，研究小組發現帶有碳奈米管的材料會釋放出兩種新的VOC氣體；然後，提高列印溫度對增加VOC排放的影響最為顯著，其次是增加加熱材料的時間。

EPA研究人員透過從16項不同的3D印表機排放研究中收集資料，檢查了PLA和ABS材料排放的不同特徵。他們發現，使用這兩種材料時釋放的大部分顆粒都是超細尺寸，這表明無論使用ABS還是PLA都可能會暴露於可吸入顆粒。他們還發現，使用ABS材料比PLA材料產生更多的顆粒數，這表明ABS的使用者可能會接觸到更多體積的超細顆粒。

在

2020年

美國風險學會舉辦的3D列印與新興材料的暴露與風險評估研討會上，由美國國家職業安全與健康研究所的Yong Qian進行的另一項研究表明，透過檢查人類肺細胞和透過吸入暴露的大鼠，評估3D列印過程中產生的ABS排放物的潛在毒性。結果表明，列印過程中排放的顆粒在人肺細胞中引起中度毒性，在動物中產生的毒性較小。

2022年

，喬治亞州立大學公共衛生學院和非營利組織化學洞察研究所 （CIRI） 釋出了一份《3D印表機排放顆粒的劑量測定和毒理學分析》的報告，表明使用ABS和PLA材料的FDM印表機產生的顆粒物對人體呼吸道、DNA造成損害，即使是在低水平時也是如此。

由研究轉為標準。基於研究資料和第三方貢獻，由Chemical Insights Research Institute（化學洞察研究所）主導制定了測試和評估3D印表機顆粒和VOC排放的共識標準ANSI/CAN/UL 2904 。該機構還在繼續相關的研究，包括金屬曝光和其他列印技術。

以上是目前國外幾項關於3D列印排放物對人體有害的研究，研究人員透過受控測量方法、粒度分佈、化學品釋放和暴露評估等方法，向我們證明了該技術會在操作過程中向空氣中釋放揮發性有機化學物質 （VOC） 和超細顆粒 （UFP），從而引發人類健康問題。

目前，3D列印已經走進學校，成為一種教育工具，這意味著兒童和青少年可能會經常接觸到3D印表機排放物。與成人相比，這些排放物的影響可能對兒童造成不成比例的傷害。據EPA研究人員測試發現，最大的預測顆粒沉積在9至18歲的年齡段最高，並且預計最大的顆粒沉積發生在肺部。

亟待解決的問題，把風險降到最低

隨著3D列印技術的日益普及，監管機構、製造商和使用者可能需要將注意力集中在更好地管理潛在風險上。我們一起看看都有哪些方法。

將噴嘴溫度設定在建議溫度範圍的下限。

使用經過測試和驗證具有低排放的機器和材料。

避免在印表機執行時站在印表機附近。

使用製造商專門為印表機推薦的材料。給印表機安裝外殼和HEPA過濾器。

將印表機放在通風櫃下或靠近排氣口的地方。

使用個人防護裝備，例如安全眼鏡、面罩、實驗室外套或工作服，甚至在適當時考慮使用呼吸防護裝置。

3D列印真正走入學校或家庭已經有一段時間，目前國內在3D印表機使用上的潛在風險研究還是空白。等到哪一天，消費者對此提出了質疑，我們希望看到屆時也能有相關的政策或標準可以借鑑，有規可循才能促使3D列印行業進一步發展。

3D印表機除了不能“即插即用”，還存在傳統的電氣和物理安全隱患，這些是客觀存在的問題，不能忽視。