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科技是一把雙刃劍 3D打印機也不例外

字號+ 作者:新聞小編 來源:未知 2019-08-14 11:04 我要評論( )

:也許在許多人眼中,3D打印技術就是一個點石成金的魔法,不過也有專家從不同角度表示審慎的態度。據報道,美國伊......

  也許在許多人眼中,3D打印技術就是一個點石成金的魔法,不過也有專家從不同角度表示審慎的態度。據報道,美國伊利諾伊理工大學發表在最新一期《大氣環境》雜志上的研究成果提出,目前商業上可用的桌面3D打印機會排放有害的納米顆粒,其排放率與燒煤氣做飯、激光打印機或香煙燃燒相類似,但考慮到其所用材料的特殊性,室內3D打印對人體健康會造成潛在的危害。

  3D打印機快成家中寶

  不僅在電影里,在現實中3D打印技術也已風靡起來,而且在不斷推陳出新。在美國2013國際消費電子展上,3DSystems展出了隸屬于旗下的Cubify系列,名為方塊(Cube)的家用3D打印機。近期,德國公司NanoscribeGmbH在美國舊金山某展會上,發布了一款迄今為止最高速的納米級別的微型3D打印機。

  3D打印機作為快速成形技術,能夠根據計算機里的3D模型,用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進行多層疊加,在較短的時間內打印出3D實物。與傳統制造技術相比,3D打印節省了大量的時間和人力。可以說,人們所想象出的任何形狀,都能通過它變成現實,從而實現個性化制造。

  有人大膽設想,以后如果在安裝某設備時,突然發現少了一個螺絲,盛飯時不小心打碎了一只碗,以前會想趕緊出門到商店里去配置,而有了3D打印機之后,便可以足不出戶,在家即可打印出一個相符的螺絲和碗應急。另外,使用者也可通過3D打印機制作DIY產品,比如在網絡上看見非常別致的裝飾品,就可將其打印出來。

  由此可見,未來的3D打印機會為家庭添色不少,是家庭中的必備家電產品,儼然就是一個家中寶。

  首次測出有害納米顆粒排放

  科技是一把雙刃劍,3D打印機也非集所有優點于一身。

  伊利諾伊理工大學的研究人員首次對商業上可用的桌面3D打印機的懸浮顆粒物排放進行了測量,發現這些3D打印機會在室內空氣中排放不利于健康的有害納米顆粒,可能對人們的健康造成很大的潛在危害。

  在家庭和辦公室的設置中,桌面3D打印機廣泛應用于快速成型和小規模的生產。許多桌面3D打印機通過加熱熱塑性原料的加工過程,將原料從一個小噴嘴中擠出并沉積在表面以構建3D對象。在使用塑料原料范圍內的其他研究中,類似的過程已顯示出具有顯著的氣溶膠排放,但大多是在工業環境中。

  在這項測試工作中,伊利諾伊理工大學助理教授布倫特斯蒂芬斯選取了5款目前熱門的通常用于打印小塑料圖形的桌面3D打印機,并對其在辦公空間內操作時所排放的超細顆粒濃度進行了測量。這些超微顆粒或超微粒子很小,直徑不超過100納米。

  測量結果顯示,總的超微粒子排放率很高,一個使用較低溫度聚乳酸(PLA)原料的3D打印機每分鐘排放約200億個粒子,而將原料換作較高溫度的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS),每分鐘排放約2000億個粒子。這樣的排放率類似其他設備和室內活動的測量值,包括在煤氣或電爐上做飯、燒香味蠟燭、操作激光打印機,甚至是香煙的燃燒。

  對健康有何潛在危害

  研究人員認為,除了基于PLA和ABS為原料的3D打印機之間所觀察到排放率的較大差異,也可能存在因原料的化學成分不同而導致副產物超微粒子毒性的差異。由ABS加工的熱分解產物已顯示出具有以往研究中在小鼠和大鼠身上的毒性作用;而PLA實際上是一種具有生物相容性的聚合物,被大范圍使用在藥物輸送當中。

  從健康的角度來看,人體吸入超微粒子的劑量值得重視。超微粒子會有效沉積在肺和肺泡區域以及呼吸道的上端,同時,其在氣道的聚集可導致通過嗅覺神經易位到大腦。在肺和肺泡高表面區域的超微粒子還可能導致其他的吸附或凝聚化合物的高濃度。最近幾項流行病學研究也表明,超微顆粒濃度升高對健康的不良影響包括總的心肺死亡數增加、中風住院和哮喘癥狀。

  研究人員建議,由于目前大多這些設備是作為獨立的產品出售,沒有任何排氣通風或過濾配件,在通風不足或未經過濾的室內環境中操作時,應謹慎使用該類產品。同時,他們還建議進行更多的對照實驗,從根本上評估更廣范圍的桌面3D打印機顆粒物的排放。

  另外,目前供3D打印機使用的材料無外乎石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等。有業內人士稱,其中一些3D打印材料本身就具有潛在的危害性:塑料、樹脂等大多難以降解,一旦大規模運用恐怕會給人體帶來致癌危險。所以,在選擇3D打印材料上,也需要考慮其是否環保以及是否具有可持續性。

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