Risk assessment and toxicity effects of materials used during additive manufacturing with FDM technology

Abstract

Biological and Aerosol Hazards StreszczenieW artykule omówiono potencjał drukowania addytywnego, zagrożenia, jakie wynikają z jego stosowania dla zdrowia użytkowników (w tym operatorów drukarek 3D) i skutki oddziaływania substancji uwalnianych podczas tego procesu na podstawie dostępnych badań in vitro i in vivo. Wykazano, że substancje emitowane podczas drukowania z wykorzystaniem powszechnie stosowanego filamentu poli(akrylonitrylu-co-butadienu-co-styrenu) w produkcji przyrostowej mogą cechować się działaniem rakotwórczym, hepatotoksycznym i teratogennym oraz oddziaływać toksycznie na układ oddechowy. Wskazano najnowsze badania dotyczące mechanizmu powstawania cząstek stałych i lotnych związków organicznych podczas drukowania przestrzennego, parametrów wpływających na ich potencjalną emisję oraz kierunki ograniczania tych zagrożeń. Podkreślono konieczność opracowania przyjaźniejszych dla środowiska i mniej emisyjnych materiałów do druku oraz strategii prewencji i środków ochrony indywidualnej oraz zbiorowej. Użytkownicy drukarek 3D powinni poznać wszystkie możliwe aspekty zagrożeń związanych z procesem drukowania. Zbyt mała ilość danych dotyczących bezpośredniego narażenia na substancje chemiczne i cząstki stałe uwalniane podczas użytkowania filamentów utrudnia budowanie świadomości bezpiecznej pracy. Szczególnie istotny jest wpływ emitowanych związków chemicznych i cząstek stałych z materiałów poddanych obróbce termicznej w jednej z najpopularniejszych technologii druku 3D, tj. osadzania topionego materiału, na zdrowie drukujących. Narażenie użytkowników np. na dodawane do filamentów plastyfikatory następuje różnymi drogami -przez skórę oraz układy oddechowy i pokarmowy. Dostępne dane epidemiologiczne i najnowsze prace eksperymentalne wskazują, że taka ekspozycja to wysokie ryzyko chorób układu naczyniowo-sercowego i miażdżycy u dorosłych lub problemów kardiologicznych i zaburzeń metabolicznych u dzieci. Niniejszy przegląd poprzez wskazanie potencjalnych czynników ryzyka może przyczynić się do ograniczenia utraty zdrowia użytkowników drukarek i poprawy warunków oraz bezpieczeństwa pracy przede wszystkim w przedsiębiorstwach, w których wykorzystuje się technologię wytwarzania addytywnego.