3D로 인쇄된 긴 실과 수지 뒤의 화학물질

3D 프린터 기술은 각 업계에서 갈수록 광범위해지고 있다. 현재 3D 프린터는 회사에서 없어서는 안 될 도구일 뿐만 아니라 많은 회사에서 이미 흔히 볼 수 있는 현상이 되었다.현지 엔지니어들 중에서 그들은 DIY, 고정 물품과 빠른 성형 제품을 매우 좋아한다.

본고에서 우리는 자주 사용하는 3D프린트 장사와 수지의 화학적 성질을 탐구하고 가정용 증재 제조 공정의 어두운 면을 제시하고자 한다.만약 차고나 다른 비교적 큰 통풍 공간에서 인쇄하지 않았다면 인쇄를 시작하기 전에 창문을 열어 놓는 것을 권장합니다.어떤 재료는 심각한 건강 위험을 구성할 수 있기 때문에 긴 실과 수지를 현명하게 선택하도록 권장한다.

FDM 3D 인쇄 소개:

애호가 시장에서 가장 유행하는 3D 프린터 유형은 이른바 긴 실(중합물 가는 실)의 용해를 바탕으로 한 것으로 이 긴 실은 냉각될 때 응고된다.이 프로세스를 FDM(Flosure Develock Model) 이라고 합니다.이런 유형의 인쇄에서는 용융재를 고정된 작은 직경 분출구를 통해 짜내어 층을 나누어 인쇄한다.

FDM 인쇄는 다음과 같은 기본적인 조건만 충족하면 거의 모든 재료를 사용하여 인쇄할 수 있습니다. 낮은 용해점(대다수 프린터에 대해 약 180-250°C), 낮은 열팽창(막힘 방지), 낮은 마식성(정교한 보호) 노즐)과 비열 용량으로 빠른 가열과 냉각에 적합합니다.

자연히 특수한 전구는 이러한 규칙을 바꾸어 용해점이 400°C 이상이거나 높은 팽창률(경형 기포 전구)을 가지도록 할 수 있다. 그러나 본고에서 우리는 데스크톱 3D에서 발견할 수 있는 더욱 유행하는 해결 방안을 중점적으로 소개할 것이다.프린터FDM 인쇄에 사용되는 대부분의 필라멘트는 합성 중합물로 만들어졌는데 이런 합성 중합물은 녹을 때 독이 있는 휘발성 물질을 방출한다[1].시장에서 종류가 많은 가는 실 중 소수만이 FDA에서 안전 또는 식품급 안전성으로 분류된다.

전체적으로 가장 안전한 것은 PET-G(폴리에틸렌글리콜 변성) 장사일 수 있다[2].그러나 PET-G를 사용하더라도 이전에 같은 프린터를 사용해 다른 독성이 높은 재료와 인쇄를 했다면 유독화합물이 방출될 위험(잔류물 때문)이 있다.

왜 전구를 인쇄하는 것은 매우 위험합니까?

FDM 3D 프린팅 과정에서 독성 화학물질이 방출되는 일반적인 과정은 하등사 고온 처리에 따른 강해로, 이는 건강에 악영향을 미치는 휘발성 화학화합물(VOC)의 방출로 이어진다.그중 일부는 눈을 자극하여 흡입과 조직(예를 들어 피부)에 응결시켜 흡수할 수 있다[3,4].

램프가 녹는 과정에서 방출되는 눈과 호흡기계에 가장 큰 영향을 미치는 화합물은 메틸프로필렌산 메틸[5], 에틸렌산[6], 아세틸아미드[7], 메틸벤젠[8], 포름알데히드[9]와 그 파생물이다.이런 휘발물을 장시간 접촉하면 심각한 건강 문제를 초래할 수 있다.이 화합물들은 점막에 영향을 주고 천식, 조직염증, 많은 알레르기와 관련이 있다.그것들은 두통과 같은 신경계 문제를 일으킬 수도 있다.메틸벤젠 접촉은 심장과 신경계에 영향을 줄 수 있다[10,11].

가는 실에서 방출된 일부 VOC는 생물체에 대한 영향이 심지어 더 크다.이러한 예는 벤젠[12], 벤젠과re 및 그 파생물[13], 에틸벤젠[14]과 사염화비닐[15]을 포함한다.이것들은 모두 발암물질로 분류되기 때문에 연기에 장기간 노출되면 심각한 건강 문제를 초래할 수 있다.

램프의 예:

어떤 필라멘트를 사용하든지 인쇄 과정에서 나오는 VOC에 노출되지 않도록 환기 조치를 취해야 한다.다음과 같은 몇 가지 자료와 건강에 미칠 수 있는 영향에 대해 살펴보겠습니다.

유연성과 가격이 저렴하기 때문에 가장 흔히 볼 수 있는 것은 ABS(아크릴로니트릴벤젠)이다.그러나 ABS의 용해는 그 열을 분해하기 때문에 독이 있는 여러 종류(VOC), 예를 들어 디메틸벤젠, 벤젠, 메틸벤젠과 에틸벤젠[1,3,16]으로 변한다.ABS는 저항성과 강인성, 유연성을 자랑한다.ABS 인쇄 대상은 오래 지속되지만, 이런 재료는 특수한 스모그실을 사용하지 않는 한 집에서 사용해서는 안 된다.

합성 중합물, 예를 들어 폴리에틸렌(PP), 폴리아미드(나일론), 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 기타 성형하기 쉬운 플라스틱.이런 가는 실에서 독이 방출되는 VOC는 가는 실 자체가 녹을 때 분해되기 때문일 뿐만 아니라, 가는 실을 생산할 때 사용하는 화학물질에서 나온다.그것들은 심지어 페놀A를 함유할 수 있는데 이것은 내분비 방해물로 생물막을 통과하기 쉽고 내분비 체계에 영향을 미친다[17].

PLA(폴리우레탄)는 천연 원천 재료로 재질이 부드럽고 인쇄가 쉬우며 인쇄 후 후처리(페인트 포함)한다.PLA도 일부 VOC를 방출하지만 수량이 적고 건강에 대한 위해가 적다.프린트할 때 PLA는 대부분 1-정화알코올, 메틸프로필렌산 메틸에스테르와 소량의 기타 화학물질을 배출한다[1,3].이런 재료가 천연 재료라고 해도 녹을 때 위험한 화학물질이 방출된다.PLA를 사용하여 인쇄할 때 방출되는 특정 휘발성 유기화합물의 위험성은 ABS를 사용할 때 방출되는 휘발성 유기화합물보다 낮기 때문에 적절한 환기 예방 조치만 취하면 PLA는 가정에서 3D 인쇄를 하는 데 안전하다.

FDM 3D 인쇄가 건강에 미치는 영향에 대한 결론입니다.

FDM 3D 인쇄는 고체 와이어를 녹이려면 고온을 가해야 합니다.그리고 많은 다른 VOC가 방출되지만, 이것은 길게 방출된 화학물질이 아니다.가는 실에는 중금속도 포함되어 있는데, 이런 중금속은 많은 건강 질환, 심지어 암에 걸릴 위험을 증가시킬 수 있다.

피부와 접촉할 때 흡수되어 조직의 집합과 그 후의 질병을 일으킨다.그러나 일부 필라멘트는 상대적으로 안전(PET-G, PLA)하기 때문에 충분한 통풍을 제공하면 실내에서 인쇄해도 절대 받아들일 수 있다.사용자는 인쇄재료(예를 들어 ABS)나 PET와 금속 입자의 복합재료(예를 들어 PET+구리 복합재료)가 건강에 미칠 수 있는 부정적인 영향을 주의해야 한다.

SLA/DLP 프린터용 3D 인쇄 수지:

FDM 인쇄 외에 수지 인쇄가 최근 내부 소비 인쇄 시장에 진입해 인기를 끌고 있다.원칙적으로 감광성 액상 수지를 자외선에 노출시켜 고체로 고화시켜 수지 3D 프린팅을 완성한다.자외선에 노출되어 굳어지고 이 과정에서 부피가 커지지 않는 어떤 재료도 인쇄수지로 쓸 수 있다.

전반적으로 말하면 건강의 영향으로 볼 때 수지는 절대 안전하지 않다.그것들은 보통 서로 다른 유기화합물(예를 들어 아크릴산 에스테르나 에폭시 수지)의 혼합물로 만들어지지만, 이것은 수지에 포함된 매우 긴 화학물질 명세서의 시작일 뿐이다.이것이 또 다른 이야기의 주제라고 가정해 보세요.

수지 인쇄 기간에 방출되는 휘발성 화합물은 인벤젠 디메틸 에스테르, 메틸 아크릴산 에스테르, 아크릴산과 더 많은 아크릴산 에스테르 화합물을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.이 밖에 수지에는 페놀A와 같은 누출 가능한 화합물이 포함되어 있다.이 밖에 수지는 중금속을 함유하고 있어 중금속에 직접 접촉하면 건강에 불리한 영향을 미칠 수 있다.

이런 금속은 주로 크롬, 비소, 구리를 포함한다.따라서 적당한 안전 조치를 취하지 않으면 수지는 가정 사용에 안전하지 않다.이러한 조치에는 수지를 처리할 때 항상 장갑을 사용해 인쇄구역의 환기를 잘 하고, 환기장과 고품질의 FFP3 마스크를 사용해 호흡기를 보호하는 것이 포함된다.이런 조치는 인쇄 과정에서 방출되는 휘발물을 방지해야 한다.

수지가 피부와 직접 접촉하면 즉시 물로 여러 번 피부를 씻어야 하며, 진일보한 증상이 나타나면 즉시 의사에게 연락하세요.수지 인쇄 과정에서 방출되는 화합물은 생물체에 쉽게 흡수된다.보호장갑과 입자필터 마스크 재사용을 강력히 권고한다.

요약:

최근 몇 년 동안 3D 인쇄 기술은 인쇄의 질과 속도 방면에서 큰 발전을 이루었다.그러나 인쇄에 쓰이는 새로운, 안전한 재료 개발이 여전히 필요하다.현재 대부분의 사용 가능한 중합물과 수지는 건강 위험을 구성한다.수지와 직접 접촉하지 않거나 인쇄 구역을 환기시키는 등 적당한 예방 조치를 취해 관리할 수 있다.인쇄는 안전하지만, 전제는 반드시 정확하게 완성해야 한다.