Is 3D-printen giftig? Alles wat u moet weten om veilig te blijven!

Wanneer we een 3D-printer kopen, denken we na over de voordelen die deze ons kan bieden:onder andere onze eigen onderdelen maken, verzamelfiguren afdrukken, reserveonderdelen voor een kapot mechanisme. We denken niet dat het hebben van een machine die plastic in ons huis smelt, onze gezondheid op een serieuze manier kan beïnvloeden.

Tegenwoordig kunnen we 3D-printers vinden in scholen, huizen en werkplaatsen, en ze zijn niet verplicht om te voldoen aan bepaalde veiligheidsmaatregelen met betrekking tot de emissies die ze veroorzaken. Veel mensen, inclusief kinderen, kunnen worden blootgesteld aan hoge concentraties kleine deeltjes of giftige dampen.

Hoewel ABS en HIPS een hogere mate van toxiciteit vertonen en gewoonlijk hoge doses bisfenol A bevatten dan andere filamenten, moeten veiligheidsmaatregelen worden genomen, ongeacht de thermoplast die wordt gebruikt. Bij het 3D-printproces zelf komen giftige dampen en deeltjes vrij in de lucht, waardoor het erg belangrijk is om de ruimte regelmatig te ventileren en niet regelmatig samen te wonen met een werkende 3D-printer.

Belangrijkste zorgen over de impact van 3D-printen op de gezondheid

Hoewel FDM-printers al meer dan tien jaar bij ons zijn, beweren veel mensen dat 3D-printen schadelijk kan zijn omdat het giftige deeltjes afgeeft die diep in je longen blijven steken. Langdurige blootstelling aan deze deeltjes wordt door onderzoekers geëvalueerd om de mate van gevaar te bepalen waaraan we worden blootgesteld tijdens het printen, zowel op korte als op lange termijn.

Tijdens de eerste maanden van de COVID-19-uitbraak groeide de verkoop van 3D-printers gestaag, mede dankzij de implementatie van deze technologie om gezichtsbeschermingselementen of ademhalingstoestellen te maken die destijds schaars waren.

Veel mensen gingen van het hebben van één naar het hebben van meerdere 3D-printers in één kamer, wat de uitstoot van giftige gassen en deeltjes in een afgesloten ruimte gevaarlijk verhoogt. Sociale inperkingsmaatregelen zoals quarantaines of avondklokken zorgden er ook voor dat mensen meer tijd in hun huis doorbrachten, waardoor hun blootstelling aan die emissies verder toenam.

Volgens verschillende onderzoeken komen nanodeeltjes genaamd UFP (ultrafijne deeltjes), veel kleiner dan tabaksrook, vrij tijdens 3D-printen. Deze deeltjes komen binnen via het ademhalingskanaal en nestelen zich in de diepste delen van de longen waar ze longontsteking kunnen veroorzaken.

Op dit punt moet worden verduidelijkt dat niet alle thermoplasten die worden gebruikt bij 3D-printen dezelfde mate van toxiciteit hebben. Filamenten zijn opgebouwd uit polymeren met verschillende eigenschappen, die uiteenvallen in stoffen die min of meer schadelijk kunnen zijn.

Ik heb onderzoek gedaan naar de mate van toxiciteit en de impact op onze gezondheid van elk van de meest populaire thermoplasten die worden gebruikt bij 3D-printen, dus laten we ze kort bespreken!

ABS

Abs (acrylonitril-butadieen-styreen) is een harde kunststof die vanwege zijn lage kosten en uitstekende eigenschappen veel wordt gebruikt in de kunststofindustrie. Aangezien het is samengesteld uit acrylonitril, een zeer giftig product, moet het worden gebruikt onder strikte emissiecontrolevoorwaarden.

Bovendien stoot het bisfenol A uit, een potentieel kankerverwekkende stof die in sommige landen verboden is. Helaas, wanneer het wordt gebruikt voor desktop 3D-printen, vereist het een omgeving met weinig ventilatie, omdat luchtstromen het moeilijk kunnen maken om te gebruiken of problemen met kromtrekken of barsten kunnen veroorzaken. Dit maakt ABS een van de gevaarlijkste materialen om mee te printen.

U moet ook nagaan of uw ABS-merk BPA (Bisfenol A) bevat, wat ernstige gevolgen kan hebben voor onze gezondheid.

Vermijd regelmatig afdrukken met ABS terwijl u zich in dezelfde kamer bevindt, aangezien de langetermijneffecten ernstig kunnen zijn.

PLA

PLA is momenteel het meest gebruikte materiaal in 3D-printen, vooral vanwege het gebruiksgemak. Omdat het is afgeleid van maïs en biologisch afbreekbaar kan zijn (onder specifieke omstandigheden), beschouwen veel mensen het als veilig.

De kleurstoffen en additieven die fabrikanten gebruiken, kunnen het echter gevaarlijk maken. Het stoot ook hoge niveaus van UFP (ultrafijne deeltjes) uit. Het wordt sterk aanbevolen om na elke print de lucht in de ruimte te verversen, om de UFP-concentratie te verlagen.

Nylon

Nylon filamenten hebben een grote duurzaamheid en thermische weerstand, daarom worden ze vaak gebruikt voor het printen van mechanische onderdelen. Ze stoten ook grote hoeveelheden styreen uit, een koolwaterstof die in verband wordt gebracht met een verhoogd risico op kanker en andere ziekten.

Bovendien kan nylon deeltjes caprolactam afgeven, een irriterende stof waarvan bekend is dat ze ernstige schade aan de luchtwegen veroorzaakt. Omdat het hogere temperatuurniveaus nodig heeft dan de meeste 3D-printmaterialen, stoot het enorme hoeveelheden UFP uit.

PETG

PETG is samengesteld uit PET-plastic waaraan glycol is toegevoegd. De chemische stabiliteit is zeer hoog, zodat het geen onaangename geuren of giftige dampen afgeeft.

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van containers voor dranken. Er wordt echter ook UFP uitgestoten bij het printen met PETG. Onthoud dat het ontbreken van een onaangename geur niet betekent dat de stof niet giftig is, zoals veel mensen denken.

HEUPEN

Dit materiaal, dat vaak wordt gebruikt als ondersteuningsmateriaal in multi-extruder 3D-printers, stoot, net als ABS, een verbinding uit die styreen wordt genoemd. Deze verbinding is geclassificeerd als kankerverwekkend door het International Agentschap voor Kankeronderzoek . In combinatie met ABS kan een dubbele extruderprinter in zeer korte tijd hoge niveaus van giftige dampen afgeven. Een goed ventilatiesysteem is strikt vereist.

Zoals het geval is met ABS, moet u altijd nagaan of uw HIPS-spoelen BPA bevatten. We noemden het eerder en zeiden ook dat het ernstige gevolgen kan hebben voor onze gezondheid. Vanwege het belang van dit onderwerp zullen we een hele sectie aan BPA wijden.

Zijn 3D-printdampen giftig?

Niet alle filamenten die bij 3D-printen worden gebruikt, stoten giftige gassen uit. PLA kan bijvoorbeeld worden gebruikt in omgevingen waar mensen langdurig werken. Andere, zoals ABS, moeten worden gebruikt in omgevingen waar de concentratie van giftige dampen de maximaal toegestane waarden niet overschrijdt.

Blootstelling aan deze dampen veroorzaakt irritatie aan de ogen en luchtwegen, evenals misselijkheid en hoofdpijn. De uitstoot van deze gassen kan worden verminderd door een roetfiltersysteem met actieve kool te installeren, of door de ventilatie in de ruimte of werkplaats te verhogen.

Veel filamentfabrikanten verstrekken hun klanten een veiligheidsinformatieblad over het gebruik van hun filamenten. Het wordt ten zeerste aanbevolen om deze details op de website van de fabrikant te controleren voordat u een nieuw merk of materiaal gebruikt. Zelfs verschillende kleuren van hetzelfde materiaal en dezelfde fabrikant kunnen verschillende emissieniveaus hebben vanwege de chemische samenstelling van de pigmenten.

Hoe ernstig is de blootstelling aan dampen en deeltjes op de lange termijn?

Omdat FDM-technologie relatief nieuw is, zijn er nog geen sluitende gegevens over de langetermijneffecten beschikbaar. Er zijn papers gepresenteerd en hun conclusie geeft aan dat desktop 3D-printers enorme hoeveelheden nanodeeltjes uitstoten en hun grootte varieert tussen 40 en 300 nm. Deze maat is klein genoeg om zelfs de binnenste sectoren van het ademhalingssysteem te penetreren, wat ernstige irritatie en ontsteking veroorzaakt.

Door de toxiciteit van sommige uitgestoten gassen, is er een reëel risico op het ontwikkelen van chronische longziekten zoals astma, COPD of zelfs kanker. Sommige bijzonder gevoelige personen zouden met 3D-printers moeten werken en aanvullende veiligheidsmaatregelen moeten nemen, zoals gasmaskers met geschikte filters.

Andere factoren die de waarden van uitgestoten nanodeeltjes beïnvloeden zijn het merk en type filament, de kleur, de printtemperatuur, het gebruik van een verwarmd bed, etc. Over het algemeen wordt aanbevolen om de printtemperaturen zo laag mogelijk in te stellen , wat betreft veiligheid.

Is het veilig om binnen te printen?

Zelfs als filamenten zoals PLA of PETG worden gebruikt, waarvan de emissies geacht worden minder schadelijk te zijn, moeten de omgevingen waarin 3D-printers worden gebruikt voldoende worden geventileerd, of moet een deeltjesfiltersysteem worden geïnstalleerd om ervoor te zorgen dat de concentratie de toelaatbare niet overschrijdt niveaus.

Een andere geschikte maatregel is om de ruimte tijdens het printen te verlaten en de lucht aan het einde van de taak te verversen.

Wat is BPA en hoe riskant is het?

BPA (bisfenol A) is een synthetische verbinding die aan veel producten wordt toegevoegd, zoals voedselverpakkingen, cd's en dvd's, sportuitrusting of zelfs babyflessen. Het wordt veel gebruikt in de kunststofindustrie, tot het punt dat uit een onderzoek bleek dat 90% van de Amerikaanse bevolking sporen van deze verbinding in hun lichaam heeft.

Er zijn veel rapporten gepubliceerd over de gevaarlijkheid van deze stof en de resultaten zijn vaak tegenstrijdig. De meest ernstige rapporten wijzen op een directe relatie tussen blootstelling aan BPA en het risico op diabetes, vruchtbaarheidsproblemen, kanker en obesitas. Bovendien zou BPA de neurale ontwikkeling van kinderen en tieners kunnen veranderen.

In landen als Frankrijk is het gebruik van BPA verboden door gezondheidsautoriteiten. De internationale wetenschappelijke gemeenschap heeft nog geen consensus bereikt over de risico's van het innemen of inademen van BPA.

Is het veilig om binnen te printen?

Zelfs als filamenten zoals PLA of PETG worden gebruikt, moeten de omgevingen waarin 3D-printers draaien voldoende worden geventileerd, of er moet een deeltjesfiltersysteem worden geïnstalleerd om ervoor te zorgen dat de concentratie de toelaatbare niveaus niet overschrijdt. Een andere geschikte maatregel is om de ruimte tijdens het printen te verlaten en de lucht aan het einde van de taak te verversen.

Bevatten 3D-printfilamenten BPA?

Sommige 3D-printfilamenten bevatten hoge doses BPA, zoals ABS en HIPS. Tijdens het printen komen er minuscule bisfenoldeeltjes vrij in de lucht. De inademing van deze deeltjes en hun potentiële toxiciteit zijn nog niet voldoende bestudeerd, dus het gebruik van aanvullende veiligheidsmaatregelen wordt aanbevolen bij het gebruik van deze materialen.

Hoewel je bij alle soorten thermoplasten voorzichtig moet zijn, bevatten alleen ABS en HIPS BPA in hoge doses.

Een van de redenen dat PETG zo populair is onder voedselgerelateerde gebruiksvoorwerpen, is dat het ook BPA-vrij is. Dit betekent niet noodzakelijk dat u met deze thermoplast kunt printen en het in uw keuken kunt toepassen, aangezien het 3D-printproces zelf problemen met zich meebrengt die mogelijk niet voedselvriendelijk zijn.

Is 3D-printen voedselveilig?

Sommige materialen die bij 3D-printen worden gebruikt, kunnen vanwege hun grote chemische stabiliteit als "voedselveilig" worden beschouwd, zoals in het geval van PETG of PLA, als er geen rekening wordt gehouden met de additieven die tijdens het productieproces worden geïntroduceerd.

Agglomererende stoffen of kunstmatige kleurstoffen kunnen in bepaalde concentraties giftig zijn, dus elk filament moet dieper worden bestudeerd. Bij gebrek aan informatie hierover kan geen enkel materiaal als "voedselveilig" worden beschouwd totdat de relevante onderzoeken zijn uitgevoerd.

Daarnaast kunnen sommige onderdelen in het extrudersysteem van een 3D-printer kleine metaaldeeltjes vrijmaken die in het geprinte object terechtkomen, waardoor de samenstelling verandert.

Een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden, is de stabiliteit van de polymeren die worden blootgesteld aan hoge temperaturen. Filamenten die als veilig worden beschouwd, kunnen bij thermische afbraak schadelijke stoffen afgeven. Daarom wordt het niet aanbevolen om dranken te consumeren die zijn opgeslagen in containers die zijn gemaakt met 3D-printen.

Aan de andere kant bestaat FDM 3D-printen uit lagen plastic van een bepaalde dikte, die kleine gaatjes en onvolkomenheden kunnen hebben. In deze holtes kan voedsel en vocht zich ophopen op plaatsen waar het object niet goed kan worden schoongemaakt, waardoor een ideale omgeving ontstaat voor de groei van bacteriën. Als 3D-geprinte objecten worden gebruikt in contact met eten of drinken, mogen ze in geen geval opnieuw worden gebruikt.

Een alternatief dat dit probleem zou kunnen oplossen, is het uitvoeren van een naproces dat scheuren elimineert en de ruimten tussen de lagen in het object opvult, met een hars die is goedgekeurd voor voedselgebruik, maar er zijn nog geen studies uitgevoerd om het gebruik hiervan goed te keuren technologie of methoden in voedsel.

Als je wat dieper op dit onderwerp wilt ingaan, kun je mijn artikel over de veiligheid van filamenten voor het afdrukken van koekjessnijders bekijken. Hoewel het specifiek over deze gebruiksvoorwerpen gaat, kan de hier verstrekte informatie veilig worden geëxtrapoleerd naar ander gebruik.

Het is je misschien opgevallen dat we tot nu toe alleen over FDM-printers hebben gesproken. Laten we, om onze SLA-communityleden niet uit te sluiten, de meest relevante overwegingen doornemen waarmee u rekening moet houden bij het gebruik van deze technologie!

Is 3D-printen met SLA giftig?

SLA-technologie is heel anders dan FDM. Bij stereolithografie wordt als verbruiksmateriaal een vloeibare hars gebruikt, die door een laser wordt uitgehard (uitgehard). Het proces bereikt een veel hogere maatnauwkeurigheid dan conventionele 3D-printers, daarom wordt het gebruikt om meer gedetailleerde onderdelen te maken, of objecten met een zeer klein formaat dat niet door FMD kon worden gemaakt.

Het nadeel bij het gebruik van deze technologie is de hoge toxiciteit van de hars wanneer deze in vloeibare toestand is en tijdens het uitharden tijdens het printen. Wanneer het in contact komt met de huid, veroorzaakt het soms een onmiddellijke irritatiereactie. Sommige mensen merken deze reactie enkele dagen niet op. Als het contact langdurig aanhoudt, kan de huid allergieën ontwikkelen of zelfs de gevoeligheid van het lichaam voor hars of UV-lampen vergroten.

Er zijn gevallen gemeld van mensen die enkele jaren met hars werkten zonder bescherming te gebruiken. Nu kunnen ze er niet meer mee in contact komen, want zelfs de geur van de hars bezorgt ze hoofdpijn.

Aangezien harsen voor 3D-printen veel giftiger zijn dan filamenten voor FDM-printers, moet het gebruik ervan worden uitgevoerd in gecontroleerde omgevingen waar aanvullende veiligheidsmaatregelen zijn getroffen. Latexhandschoenen en oogbescherming moeten altijd worden gedragen bij het hanteren van vloeibare hars.

Is SLA voedselveilig?

Eenmaal uitgehard, wordt de hars hard en relatief stabiel. Bij dagelijks gebruik interageert een met hars bedrukt stuk echter met chemische verbindingen die in voedsel aanwezig zijn en kunnen giftige stoffen vrijkomen. Om deze reden kan een optimaal veiligheidsniveau bij het gebruik van dit materiaal op objecten die in contact komen met voedsel niet worden gegarandeerd.

Er zijn harsen voor gebruik in de biogeneeskunde, die zijn geclassificeerd als "biocompatibel", maar deze certificering wordt gegeven voor zeer specifieke toepassingen in de geneeskunde en tandheelkunde. Het gebruik ervan wordt niet aanbevolen in andere toepassingen dan de originele waarvoor ze zijn ontwikkeld.

Een manier om SLA 3D-printen in de voedingsindustrie te gebruiken, is het maken van negatieve mallen voor vacuümvormen. Met deze mallen kunt u goedgekeurde kunststoffen thermovormen voor gebruik met voedsel. Op deze manier komt het voedsel niet in contact met de harsvorm maar met de veilige plastic vorm.

3D-printen wordt nog steeds geanalyseerd en er moeten nog langetermijnconclusies worden getrokken over de gevolgen voor de gezondheid. Zolang we niet genoeg informatie hebben, is het beter om veilig te blijven en schade te voorkomen door meer veiligheidsmaatregelen te nemen.

Bekijk onze sectie met aanbevolen producten

We hebben een sectie met aanbevolen producten gemaakt waarmee u het giswerk kunt verwijderen en de tijd kunt verminderen die u besteedt aan het onderzoeken van welke printer, filament of upgrades u moet krijgen, omdat we weten dat dit een zeer ontmoedigende taak kan zijn en over het algemeen tot veel verwarring leidt .

We hebben slechts een handvol 3D-printers geselecteerd die we goed vinden voor zowel beginners als gevorderden, en zelfs experts, waardoor de beslissing gemakkelijker wordt, en de filamenten, evenals de vermelde upgrades, zijn allemaal door ons getest en zorgvuldig geselecteerd , zodat u weet dat welke u ook kiest, zal werken zoals bedoeld.