3D打印的安全防护解决方案 | 依拉勃仪器防护柜守护健康生产

3D打印存在哪些安全隐患？依拉勃如何解决？

3D打印技术

又称增材制造，因其低成本、高灵活性和快速成型的特点在制造业、医疗、教育等领域得到广泛应用；其运行过程中产生的污染物对人员的健康危害也逐渐被重视。

3D打印过程中的污染物类型及来源

3D打印的污染物来源与风险因设备、材料和工艺类型而异。以下是两种常见技术产生的污染物分析：

▸ FDM（熔融沉积成型）技术

污染物类型：
热塑性塑料 (如ABS、PLA) 加热时释放挥发性有机化合物 (VOCs)，并伴随微米级塑料颗粒。
危害：
ABS材料高温分解可释放苯乙烯、丙烯腈等有害气体，长期暴露可能诱发呼吸系统疾病（如哮喘）及神经损伤。PLA材料虽毒性较低，但高温下仍可能产生微量乳酸类化合物。

备注：图片展示了16种3D打印机和灯丝组合运行时产生的前3种最高浓度VOCs的排放速率，以及前10种VOCs总和（ΣVOCs）的排放速率。在每种组合中，只单独显示被检测到的浓度最高的前3种有机挥发物，其他视为Other。
(Parham Azimi, Dan Zhao, Claire Pouzet, Neil E. Crain, and Brent Stephens. Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments. Environmental Science & Technology 2016 50 (3), 1260-1268.)

▸ SLA（立体光刻）技术

污染物类型：
SLA 3D 打印使用的光敏树脂和化学品在不同阶段（打印、清洗、固化）释放具有致敏性、致癌性和刺激性的脂类、醇类、醛类、芳烃等VOCs。
危害：
长期暴露导致呼吸道刺激或引发过敏和慢性中毒。

备注：左图为SLA 3D打印在不同阶段的TVOCs 排放速率
右图：SLA3D打印在不同阶段释放TOP5 VOCs
(ACS Chem. Health Saf. 2022, 29, 2, 184-191)

⚠3D打印的健康风险

3D打印过程不仅释放VOCs，还面临超细颗粒物（UFP，又称纳米粒子，粒径1-100nm）的挑战。这些颗粒极小，可被吸入体内，通过血液循环进入器官，长期暴露可能引发心血管疾病、呼吸道感染、肺癌和慢性阻塞性肺疾病。

如何有效降低污染物暴露风险？

1. 材料升级和工艺优化
   ・优先选用低VOC生物基树脂（如PLA）、水星光敏树脂或医用级材料（通过ISO10993认证）；
   ・降低打印温度（如ABS从240℃降至220℃）可减少30%-50%的VOC释放。
2. 提升空气流通性
   ・确保打印区域通风良好，安装配备活性碳及颗粒物过滤装置的设备，有效减少有机挥发物的释放。
3. 正确使用个人防护用品
   ・操作时佩戴防护口罩、手套等，减少直接接触污染物的风险。

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