2018년, 안전 과학 회사 Underwriters Laboratories의 연구소 인 Chemical Insights 는 3D 프린팅 의 안전 및 건강 영향에 대한 연구 를 발표했습니다. 이 연구 에서는 FFF 프린팅 중 대기 중으로 방출 되는 배출물 에 건강에 해로운 UFP(초미세 입자)가 많이 포함되어 있음을 발견했습니다. 및 휘발성 유기 화합물 또는 VOC. 이제 원래의 2018년 연구에 대한 후속 조치가 나왔고, 그 결과가 당신을 놀라게 할 수 있습니다.
함께 연구 파트너들과, 기술의 조지아 대학 토목 환경 공학부 와 지구와 대기 과학의 학교 에도 게시, 몇 년 동안 3D 프린터 화학 및 입자 배출 특성, 잠재적 인 건강과 안전에 미치는 영향을 연구하고 있습니다. 독성 반응을 포함하고 3D 프린팅 배출 기준 및 테스트 프로토콜을 제시한 합의 표준.
2018년 간행물과는 다른 방식을 취하는 이 새로운 요약 보고서인 " VAT 광중합 3D 프린터의 입자 및 화학 물질 방출 "은 광화학 공정과 자외선을 사용하여 물체를 제작하는 SLA(수지) 3D 인쇄에 중점을 두고 있습니다.
"이 보고서는 ANSI/CAN/UL 2904.1에 따라 인쇄 중 데스크탑 SLA 3D 프린터에서 나오는 입자 및 화학 물질 방출에 대한 예비 결과와 관련 후처리 처리를 제공합니다. SLA 3D 인쇄에서 방출은 이전에 얻은 결과와 비교됩니다. 동일한 테스트 방법을 사용하여 FFF 3D 프린팅에서 나온 것입니다.
연구원들은 밀폐된 1m3 노출 챔버에서 투명한 수지가 들어 있는 밀폐된 SLA 3D 프린터를 내부에 배치하여 연구를 위해 방출을 측정했습니다. 챔버 측면에 장갑이 있는 접근 가능한 포트를 통해 연구원은 프린터를 열거나 내부 공기 조건을 변경하지 않고도 프린터를 작동할 수 있습니다. 프린터는 4시간 인쇄 작업이 시작되기 전에 31°C로 가열되었으며 후처리에는 총 25분이 소요되는 세척 및 경화 프로세스가 포함되었습니다. 덮개는 인쇄물을 넣고 내릴 때만 열려 있었습니다.
다양한 입자를 측정하기 위해 광학식 입도 측정기 및 주사 이동도 입도 측정기 분광기를 사용하였으며, 3D 프린팅 및 후가공 시 입자 방출율 및 수율을 ANSI/CAN/UL 2904 방법에 따라 처리하였습니다.
연구원들은 "VOC와 포름알데히드 및 기타 저분자량 카르보닐 화합물을 흡착제 매체에 별도로 수집한 다음 가스 크로마토그래피(각각 질량 분석 또는 고성능 액체 크로마토그래피)로 분석했습니다."라고 설명했습니다. "샘플링 시간(즉, 목표 샘플링 볼륨)은 인쇄 중 챔버의 화학 물질 수준에 따라 조정되었고 후처리 처리의 경우 처리 시간이 단축되었습니다."
이 연구의 예비 연구 결과에 따르면 UFP 배출량은 제한적이지만 VOC 배출량은 상당히 높은 것으로 나타났습니다. 실제로 연구원들은 재료와 3D 공정의 차이로 인해 SLA 3D 프린팅의 총 VOC 배출량이 FFF 3D 프린팅보다 3~6배 더 높다는 것을 발견했습니다.
SLA 3D 프린팅의 입자 방출 측면에서 "챔버 배경 농도 수준"과 높은 유사성이 있었습니다. FFF 3D 프린팅 의 경우 최대 입자 수 농도 103-105 cm 3 와 비교할 때 동일한 챔버 조건에서 100 cm 3 미만이었습니다.
아래 그림은 FFF 3D 프린팅과 관련된 이전 연구에서 열가소성 수지를 사용한 32개 테스트의 총 VOC(TVOC) 방출율과 TVOC 데이터 통계를 모두 보여줍니다. 보시다시피 모든 방출 속도는 ANSI/CAN/UL 2904에서 허용하는 최고 기준인 10.4mg/h보다 낮습니다.
그들은 3D 프린팅으로 인한 40개의 개별 VOC, 후공정 세척에서 34개, 후공정 경화에서 42개를 검출했습니다. 이소프로판올, 히드록시프로필 메타크릴레이트 및 기타 다양한 알코올, 에스테르 및 탄화수소를 포함하여 이러한 공정에서 가장 높은 배출율을 보이는 5가지 화학 물질은 "VOC 배출량 합계의 88%, 100% 및 91%를 각각 구성합니다. 인쇄, 세척 및 경화 공정에 사용됩니다."
“SLA 3D 프린팅(그림 3)에서 많이 방출되는 이러한 화학 물질은 이전에 연구된 FFF 3D 프린팅에서 일반적으로 관찰되지 않았습니다. 39개의 FFF 인쇄 중 BHT(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol)만 15%의 빈도로 검출되었지만 그림 3에 나열된 나머지 VOC는 10% 미만의 검출 빈도를 보였습니다. SLA 3D 프린팅에서 검출된 상위 10개 개별 VOC 중 FFF 프린팅의 경우 72%의 빈도로 1-부탄올이 검출되었고 나머지는 50% 미만의 검출 빈도로 검출됐다"고 연구진은 밝혔다.
첫 번째 연구는 FFF 3D 프린팅으로 인한 VOC 방출이 필라멘트와 더 관련이 있다는 것을 발견했습니다. 따라서 SLA 3D 프린팅에 대한 이 연구에서 해당 연구에서 가장 일반적인 것들이 낮은 비율로 감지되거나 전혀 감지되지 않았습니다.
건강 관련 규정 및 지침에 나열된 VOC는 우려 화학 물질로 알려져 있으며 여러 우려 화학 물질이 감지되었습니다.
- 17 인쇄 과정에서
- 16 세척 과정에서
- 12 경화 과정에서
이들 중 하나인 인간 발암 물질인 포름알데히드는 실제로 0.01 mg/h 이하의 배출 속도로 세 공정 모두에서 발견되었습니다. 다른 것들은 3D 프린팅에서 나오는 아세트알데히드와 세척에서 나오는 나프탈렌을 포함합니다.
이러한 문제의 화학 물질에 대한 배출 속도와 대략적인 사무실 노출 수준은 지정된 지침 및 규정보다 낮았지만 SLA 배출에서 발견된 모든 아크릴레이트, 알코올 및 알데히드의 총 혼합물은 연구원이 말한 것처럼 " 노출된 사람들 사이에서 강한 자극 반응을 나타냅니다."
연구자들은 “이 연구들이 인체에 유해한 영향을 미칠 가능성을 보여주기 때문에 연구는 계속해서 배출물의 독성을 추가로 평가하고 배출물 노출을 줄이는 옵션을 평가하고 있다”고 결론지었습니다.
배출결과에 따른 자세한 사항은 아래 링크를 참조해주세요.
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