2021年12月10日，一則“韓國3D打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打印行業(yè)，大家開始反思和討論3D打印機(jī)的排放物對人體到底有沒有危害？

到2024年，3D打印市場預(yù)計(jì)將以23%的復(fù)合年增長率增長，3D打印機(jī)現(xiàn)在變得很受歡迎，在公司、學(xué)校甚至家庭中也越來越常見。但人們很少會考慮3D打印機(jī)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，以至于選擇性的忽視了這一客觀存在的問題。

目前，針對于3D打印加熱塑料釋放的微小顆粒和揮發(fā)性化合物，已有一些國外的機(jī)構(gòu)和院校開展了系列的研究，越來越多的證據(jù)表明3D打印機(jī)的潛在毒性。

2013-2016年，美國伊利諾伊理工學(xué)院做了一項(xiàng)研究，通過在封閉空間對包括FlashForge Creator，Makerbot Replicator 2X在內(nèi)的5款3D打印機(jī)做了測試，結(jié)果表明3D打印機(jī)在打印過程中向空氣中排放大量有害的超細(xì)顆粒 (UFP)。

當(dāng)使用PLA（聚乳酸）材料在較低溫度下打印時(shí)，3D打印機(jī)每分鐘排放約200億個(gè)粒子，而將材料換作需要更高打印溫度的ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），每分鐘排放約2000億個(gè)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(xué)物質(zhì)，ABS釋放出苯乙烯，一種既有毒又致癌的化學(xué)物質(zhì)。研究人員將其比作在封閉空間中使用燃?xì)饣螂姞t，又或者在室內(nèi)吸煙，據(jù)稱這些顆粒和化合物可能會導(dǎo)致癌癥或其他疾病。

如果說先前的研究已經(jīng)表明，桌面3D打印機(jī)正在釋放小顆粒排放物，但它尚未準(zhǔn)確檢測出與打印相關(guān)的顆粒和化學(xué)物質(zhì)所含成分。

2016-2018年，美國佐治亞理工學(xué)院研究人員收集了3D打印機(jī)釋放的顆粒，并進(jìn)行了多項(xiàng)測試。結(jié)果表明，消費(fèi)級3D打印機(jī)排放的顆?？赡軙κ覂?nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，并有可能損害呼吸系統(tǒng)。

一，熔化材料所需的溫度越高，產(chǎn)生的排放就越多。
二，PLA粒子比ABS粒子毒性更大，但由于打印ABS排放量更大，最終ABS的危害大于PLA。
三，ABS產(chǎn)生的不同揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC不少于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(nèi)酰胺。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(fā)現(xiàn)會產(chǎn)生50多種已確定的VOC。

雖然美國佐治亞理工學(xué)院已經(jīng)指出了3D打印會排放VOC，但并沒有考慮到當(dāng)某些添加劑被加入到3D打印材料時(shí)，這些排放物會如何變化。

2019-2021年，美國環(huán)境保護(hù)署EPA的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)新的塑料排放研究。首先，研究小組發(fā)現(xiàn)帶有碳納米管的材料會釋放出兩種新的VOC氣體；然后，提高打印溫度對增加VOC排放的影響最為顯著，其次是增加加熱材料的時(shí)間。

EPA研究人員通過從16項(xiàng)不同的3D打印機(jī)排放研究中收集數(shù)據(jù)，檢查了PLA和ABS材料排放的不同特征。他們發(fā)現(xiàn)，使用這兩種材料時(shí)釋放的大部分顆粒都是超細(xì)尺寸，這表明無論使用ABS還是PLA都可能會暴露于可吸入顆粒。他們還發(fā)現(xiàn)，使用ABS材料比PLA材料產(chǎn)生更多的顆粒數(shù)，這表明ABS的使用者可能會接觸到更多體積的超細(xì)顆粒。

在2020年美國風(fēng)險(xiǎn)學(xué)會舉辦的3D打印與新興材料的暴露與風(fēng)險(xiǎn)評估研討會上，由美國國家職業(yè)安全與健康研究所的Yong Qian進(jìn)行的另一項(xiàng)研究表明，通過檢查人類肺細(xì)胞和通過吸入暴露的大鼠，評估3D打印過程中產(chǎn)生的ABS排放物的潛在毒性。結(jié)果表明，打印過程中排放的顆粒在人肺細(xì)胞中引起中度毒性，在動物中產(chǎn)生的毒性較小。

2022年，喬治亞州立大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院和非營利組織化學(xué)洞察研究所 (CIRI) 發(fā)布了一份《3D打印機(jī)排放顆粒的劑量測定和毒理學(xué)分析》的報(bào)告，表明使用ABS和PLA材料的FDM打印機(jī)產(chǎn)生的顆粒物對人體呼吸道、DNA造成損害，即使是在低水平時(shí)也是如此。

由研究轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)?；谘芯繑?shù)據(jù)和第三方貢獻(xiàn)，由Chemical Insights Research Institute（化學(xué)洞察研究所）主導(dǎo)制定了測試和評估3D打印機(jī)顆粒和VOC排放的共識標(biāo)準(zhǔn)ANSI/CAN/UL 2904 。該機(jī)構(gòu)還在繼續(xù)相關(guān)的研究，包括金屬曝光和其他打印技術(shù)。

以上是目前國外幾項(xiàng)關(guān)于3D打印排放物對人體有害的研究，研究人員通過受控測量方法、粒度分布、化學(xué)品釋放和暴露評估等方法，向我們證明了該技術(shù)會在操作過程中向空氣中釋放揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì) (VOC) 和超細(xì)顆粒 (UFP)，從而引發(fā)人類健康問題。

目前，3D打印已經(jīng)走進(jìn)學(xué)校，成為一種教育工具，這意味著兒童和青少年可能會經(jīng)常接觸到3D打印機(jī)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(jù)EPA研究人員測試發(fā)現(xiàn)，最大的預(yù)測顆粒沉積在9至18歲的年齡段最高，并且預(yù)計(jì)最大的顆粒沉積發(fā)生在肺部。

亟待解決的問題，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低

隨著3D打印技術(shù)的日益普及，監(jiān)管機(jī)構(gòu)、制造商和用戶可能需要將注意力集中在更好地管理潛在風(fēng)險(xiǎn)上。我們一起看看都有哪些方法。

• 將噴嘴溫度設(shè)置在建議溫度范圍的下限。
• 使用經(jīng)過測試和驗(yàn)證具有低排放的機(jī)器和材料。
• 避免在打印機(jī)運(yùn)行時(shí)站在打印機(jī)附近。
• 使用制造商專門為打印機(jī)推薦的材料。給打印機(jī)安裝外殼和HEPA過濾器。
• 將打印機(jī)放在通風(fēng)柜下或靠近排氣口的地方。
• 使用個(gè)人防護(hù)裝備，例如安全眼鏡、面罩、實(shí)驗(yàn)室外套或工作服，甚至在適當(dāng)時(shí)考慮使用呼吸防護(hù)設(shè)備。
  

3D打印真正走入學(xué)校或家庭已經(jīng)有一段時(shí)間，目前國內(nèi)在3D打印機(jī)使用上的潛在風(fēng)險(xiǎn)研究還是空白。等到哪一天，消費(fèi)者對此提出了質(zhì)疑，我們希望看到屆時(shí)也能有相關(guān)的政策或標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒，有規(guī)可循才能促使3D打印行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

3D打印機(jī)除了不能“即插即用”，還存在傳統(tǒng)的電氣和物理安全隱患，這些是客觀存在的問題，不能忽視。

2021年12月10日，一則“韓國3D打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打印行業(yè)，大家開始反思和討論3D打印機(jī)的排放物對人體到底有沒有危害？

到2024年，3D打印市場預(yù)計(jì)將以23%的復(fù)合年增長率增長，3D打印機(jī)現(xiàn)在變得很受歡迎，在公司、學(xué)校甚至家庭中也越來越常見。但人們很少會考慮3D打印機(jī)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，以至于選擇性的忽視了這一客觀存在的問題。

目前，針對于3D打印加熱塑料釋放的微小顆粒和揮發(fā)性化合物，已有一些國外的機(jī)構(gòu)和院校開展了系列的研究，越來越多的證據(jù)表明3D打印機(jī)的潛在毒性。

2013-2016年，美國伊利諾伊理工學(xué)院做了一項(xiàng)研究，通過在封閉空間對包括FlashForge Creator，Makerbot Replicator 2X在內(nèi)的5款3D打印機(jī)做了測試，結(jié)果表明3D打印機(jī)在打印過程中向空氣中排放大量有害的超細(xì)顆粒 (UFP)。

當(dāng)使用PLA（聚乳酸）材料在較低溫度下打印時(shí)，3D打印機(jī)每分鐘排放約200億個(gè)粒子，而將材料換作需要更高打印溫度的ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），每分鐘排放約2000億個(gè)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(xué)物質(zhì)，ABS釋放出苯乙烯，一種既有毒又致癌的化學(xué)物質(zhì)。研究人員將其比作在封閉空間中使用燃?xì)饣螂姞t，又或者在室內(nèi)吸煙，據(jù)稱這些顆粒和化合物可能會導(dǎo)致癌癥或其他疾病。

如果說先前的研究已經(jīng)表明，桌面3D打印機(jī)正在釋放小顆粒排放物，但它尚未準(zhǔn)確檢測出與打印相關(guān)的顆粒和化學(xué)物質(zhì)所含成分。

2016-2018年，美國佐治亞理工學(xué)院研究人員收集了3D打印機(jī)釋放的顆粒，并進(jìn)行了多項(xiàng)測試。結(jié)果表明，消費(fèi)級3D打印機(jī)排放的顆?？赡軙κ覂?nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，并有可能損害呼吸系統(tǒng)。

一，熔化材料所需的溫度越高，產(chǎn)生的排放就越多。
二，PLA粒子比ABS粒子毒性更大，但由于打印ABS排放量更大，最終ABS的危害大于PLA。
三，ABS產(chǎn)生的不同揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC不少于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(nèi)酰胺。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(fā)現(xiàn)會產(chǎn)生50多種已確定的VOC。

雖然美國佐治亞理工學(xué)院已經(jīng)指出了3D打印會排放VOC，但并沒有考慮到當(dāng)某些添加劑被加入到3D打印材料時(shí)，這些排放物會如何變化。

2019-2021年，美國環(huán)境保護(hù)署EPA的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)新的塑料排放研究。首先，研究小組發(fā)現(xiàn)帶有碳納米管的材料會釋放出兩種新的VOC氣體；然后，提高打印溫度對增加VOC排放的影響最為顯著，其次是增加加熱材料的時(shí)間。

EPA研究人員通過從16項(xiàng)不同的3D打印機(jī)排放研究中收集數(shù)據(jù)，檢查了PLA和ABS材料排放的不同特征。他們發(fā)現(xiàn)，使用這兩種材料時(shí)釋放的大部分顆粒都是超細(xì)尺寸，這表明無論使用ABS還是PLA都可能會暴露于可吸入顆粒。他們還發(fā)現(xiàn)，使用ABS材料比PLA材料產(chǎn)生更多的顆粒數(shù)，這表明ABS的使用者可能會接觸到更多體積的超細(xì)顆粒。

在2020年美國風(fēng)險(xiǎn)學(xué)會舉辦的3D打印與新興材料的暴露與風(fēng)險(xiǎn)評估研討會上，由美國國家職業(yè)安全與健康研究所的Yong Qian進(jìn)行的另一項(xiàng)研究表明，通過檢查人類肺細(xì)胞和通過吸入暴露的大鼠，評估3D打印過程中產(chǎn)生的ABS排放物的潛在毒性。結(jié)果表明，打印過程中排放的顆粒在人肺細(xì)胞中引起中度毒性，在動物中產(chǎn)生的毒性較小。

2022年，喬治亞州立大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院和非營利組織化學(xué)洞察研究所 (CIRI) 發(fā)布了一份《3D打印機(jī)排放顆粒的劑量測定和毒理學(xué)分析》的報(bào)告，表明使用ABS和PLA材料的FDM打印機(jī)產(chǎn)生的顆粒物對人體呼吸道、DNA造成損害，即使是在低水平時(shí)也是如此。

由研究轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)?；谘芯繑?shù)據(jù)和第三方貢獻(xiàn)，由Chemical Insights Research Institute（化學(xué)洞察研究所）主導(dǎo)制定了測試和評估3D打印機(jī)顆粒和VOC排放的共識標(biāo)準(zhǔn)ANSI/CAN/UL 2904 。該機(jī)構(gòu)還在繼續(xù)相關(guān)的研究，包括金屬曝光和其他打印技術(shù)。

以上是目前國外幾項(xiàng)關(guān)于3D打印排放物對人體有害的研究，研究人員通過受控測量方法、粒度分布、化學(xué)品釋放和暴露評估等方法，向我們證明了該技術(shù)會在操作過程中向空氣中釋放揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì) (VOC) 和超細(xì)顆粒 (UFP)，從而引發(fā)人類健康問題。

目前，3D打印已經(jīng)走進(jìn)學(xué)校，成為一種教育工具，這意味著兒童和青少年可能會經(jīng)常接觸到3D打印機(jī)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(jù)EPA研究人員測試發(fā)現(xiàn)，最大的預(yù)測顆粒沉積在9至18歲的年齡段最高，并且預(yù)計(jì)最大的顆粒沉積發(fā)生在肺部。

亟待解決的問題，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低

隨著3D打印技術(shù)的日益普及，監(jiān)管機(jī)構(gòu)、制造商和用戶可能需要將注意力集中在更好地管理潛在風(fēng)險(xiǎn)上。我們一起看看都有哪些方法。

• 將噴嘴溫度設(shè)置在建議溫度范圍的下限。
• 使用經(jīng)過測試和驗(yàn)證具有低排放的機(jī)器和材料。
• 避免在打印機(jī)運(yùn)行時(shí)站在打印機(jī)附近。
• 使用制造商專門為打印機(jī)推薦的材料。給打印機(jī)安裝外殼和HEPA過濾器。
• 將打印機(jī)放在通風(fēng)柜下或靠近排氣口的地方。
• 使用個(gè)人防護(hù)裝備，例如安全眼鏡、面罩、實(shí)驗(yàn)室外套或工作服，甚至在適當(dāng)時(shí)考慮使用呼吸防護(hù)設(shè)備。
  

3D打印真正走入學(xué)校或家庭已經(jīng)有一段時(shí)間，目前國內(nèi)在3D打印機(jī)使用上的潛在風(fēng)險(xiǎn)研究還是空白。等到哪一天，消費(fèi)者對此提出了質(zhì)疑，我們希望看到屆時(shí)也能有相關(guān)的政策或標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒，有規(guī)可循才能促使3D打印行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

3D打印機(jī)除了不能“即插即用”，還存在傳統(tǒng)的電氣和物理安全隱患，這些是客觀存在的問題，不能忽視。