«Эти 3D-принтеры похожи на крошечные фабрики в коробке», — сказал Уильям Гровер, доцент кафедры биоинженерии Инженерного колледжа Борнса. "Регулируем фабрики. Мы никогда не принесем никого в наш дом. Тем не менее, мы начинаем приносить эти 3D-принтеры в свои дома, как тостеры."
Исследователи изучили два распространенных типа 3D-принтеров: один, который плавит пластик для создания детали, и другой, который использует свет для превращения жидкости в твердую деталь.
Они обнаружили, что детали обоих типов принтеров были относительно токсичными для эмбрионов рыбок данио, а детали жидкостных принтеров были наиболее токсичными. Они также разработали простую послепечатную обработку — воздействие ультрафиолетового света — которая снизила токсичность деталей жидкостного принтера.
Исследование проводится по мере роста популярности 3D-принтеров. Стоимость рынка 3D-печати выросла с 288 миллионов долларов в 2012 году до 2 долларов.5 миллиардов в 2013 году и, по прогнозам, вырастет до 16 долларов.2 миллиарда к 2018 году, согласно отчету Canalys.
И поскольку цена на 3D-принтеры продолжает падать — принтеры, в которых используется расплавленный пластик, в настоящее время доступны всего за 200 долларов, а принтер на жидкой основе, используемый в этом исследовании, можно купить менее чем за 3000 долларов — они выходят за рамки промышленности. и исследовательские лаборатории для дома и малого бизнеса.
Исследование началось около года назад, когда Гровер купил для своей лаборатории 3D-принтер. Ширин Месбах Оскуи, аспирантка лаборатории Гровера, разрабатывает инструменты для изучения эмбрионов рыбок данио, и она хотела использовать принтер в своих исследованиях.
Однако ее планы были сорваны, когда она заметила, что эмбрионы рыбок данио умирают после контакта с деталями из 3D-принтера.
На основании этих наблюдений Оскуи и Гровер решили проверить токсичность печатных объектов на двух типах 3D-принтеров. Их результаты описаны в статье «Оценка и снижение токсичности деталей, напечатанных на 3D-принтере», которая была опубликована в Интернете сегодня (ноябрь.
4) в журнале Environmental Science and Technology Letters. К Оскуи и Гроверу в качестве авторов статьи присоединились Джей Ган и Дэниел Шленк, профессора факультета наук об окружающей среде; Грасиэль Диаманте, аспирант, работающий с Шленком; и Чуньян Ляо и Вэй Ши, оба работают в лаборатории Гана.
В своем исследовании Oskui использовал два коммерческих 3D-принтера: принтер Dimension Elite производства Stratasys (который использует расплавленный пластик для изготовления деталей) и стереолитографический принтер Form 1+ производства Formlabs (который использует жидкую смолу для изготовления деталей).
Она использовала каждый принтер для создания деталей в форме дисков диаметром около дюйма.
Затем она поместила диски в чашки Петри с эмбрионами рыбок данио и изучала выживаемость и скорость вылупления, а также наблюдала за аномалиями развития.
В то время как эмбрионы, подвергшиеся воздействию частей из принтера для плавления пластика, немного снизили среднюю выживаемость по сравнению с контрольными эмбрионами, эмбрионы, подвергшиеся воздействию частей из принтера жидкой смолы, значительно снизили показатели выживаемости, при этом более половины эмбрионов погибло днем. три и все мертвы к седьмому дню.
И из немногих эмбрионов рыбок данио, которые вылупились после контакта с деталями из жидко-полимерного принтера, 100 процентов вылупившихся птенцов имели аномалии развития.
Oskui также исследовал методы снижения токсичности деталей принтера на жидкой смоле.
Она обнаружила, что после воздействия ультрафиолетового света в течение одного часа эти части стали значительно менее токсичными для эмбрионов рыбок данио. Управление коммерциализации технологий Калифорнийского университета в Риверсайде подало патент на эту работу.
Выводы исследователей обращают внимание на правила, касающиеся материалов, используемых для создания 3D-печатных деталей.
Вещества, используемые для создания деталей, напечатанных на 3D-принтере, будут регулироваться Законом о контроле за токсичными веществами, который находится в ведении Агентства по охране окружающей среды.
Но точная идентичность этих веществ часто неизвестна исследователям и пользователям принтеров, потому что производители принтеров не раскрывают эту информацию.
В будущем исследователи планируют продолжить изучение токсичности компонентов материала 3D-принтера как по отдельности, так и при смешивании в готовой детали. Они также хотят выяснить, на каком уровне материал может быть вредным для человека.
Другие вопросы, на которые нет ответа, включают в себя то, как утилизировать твердые и жидкие отходы, созданные 3D-принтерами.
На этом этапе исследователи считают, что лучше всего отнести его в центр по обращению с опасными отходами.
«Многие люди, включая меня, в восторге от 3D-печати, — сказал Гровер. "Но нам действительно нужно сделать шаг назад и спросить, насколько безопасны эти материалы?"