चीन हर साल लाखों उपभोक्ता-श्रेणी के 3D प्रिंटर का उत्पादन करता है और उन्हें दुनिया भर में बेचता है, जिसका एक सापेक्ष हिस्सा उपयोगकर्ताओं द्वारा अपने घरों या कार्यालयों में उपयोग किया जाता है।सवाल यह है कि 3डी प्रिंटिंग की सुरक्षा कैसी है?
जब हवा पिघलने वाले प्लास्टिक की अद्भुत गंध से भर जाती है, तो ठीक इसी समय 3D प्रिंटर कड़ी मेहनत कर रहे होते हैं। लेकिन आपने यह खबर देखी होगी कि पिछले साल मीडिया में 3डी प्रिंटिंग जहरीली थी, और आप चिंतित होंगे: "3डी प्रिंटर द्वारा उत्सर्जित ये गैसें मानव शरीर के लिए कितनी हानिकारक हैं? यदि आप बेडरूम में 3डी प्रिंटर लगाते हैं और यह रात भर चलता है, यह मानव शरीर के लिए हानिकारक होगा। क्या यह शरीर के लिए हानिकारक है? यदि कार्यालय में 3D प्रिंटर रखा जाए तो क्या यह कर्मचारियों के स्वास्थ्य को प्रभावित करेगा?
ये गैसें किससे बनी हैं? क्या इससे कैंसर होगा?
अध्ययनों से पता चला है कि सभी 3D प्रिंटर (यह लेख मुख्य रूप से FDM/FFF 3D प्रिंटर का विश्लेषण करता है, और बाद के चरण में लाइट-क्योरिंग और अन्य तकनीकों का पालन किया जाएगा) मुद्रण करते समय उत्सर्जन का उत्पादन करेंगे, जिनमें से कुछ हानिरहित हैं लेकिन गंध हैं, जो सामग्री के गर्म होने के कारण होते हैं बाद में उत्पादित, अन्य स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हो सकते हैं। यह तय करने के लिए कि क्या ये उत्सर्जन सुरक्षित हैं, प्रिंटर द्वारा उत्सर्जित पार्टिकुलेट मैटर (पीएम) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) के स्तर पर विशेष ध्यान दें।
इनहेलेबल पार्टिकुलेट मैटर (पीएम): आमतौर पर, लोगों द्वारा साँस में लिया गया पार्टिकुलेट मैटर फेफड़ों में जमा हो जाएगा। यदि पार्टिकुलेट मैटर का स्तर बहुत अधिक है, तो इससे अस्थमा जैसे श्वसन रोग हो सकते हैं। 3डी प्रिंटर के अलावा, ये कण दैनिक जीवन में भी दिखाई देते हैं, जैसे कि कार का निकास, जंगल की आग का जलना, आदि। PM2.5 भी एक प्रदूषण सूचकांक है जिस पर हम अक्सर अपने दैनिक जीवन में ध्यान देते हैं।
वोलेटाइल ऑर्गेनिक कंपाउंड्स (VOCs): VOCs जैसे फॉर्मलाडेहाइड अक्सर कार का नवीनीकरण या खरीदारी करते समय विशेष चिंता का विषय होता है। पिछले साल, जैसा कि संबंधित समाचार रिपोर्टों में कहा गया है, 3डी प्रिंटर से कुछ वीओसी कार्सिनोजेनिक हैं, लेकिन इन उत्सर्जन की विषाक्तता का पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है, और जांच अभी भी जारी है।
हालांकि विस्तृत जांच अभी भी चल रही है, एफडीएम उत्सर्जन से मनुष्यों के लिए खतरे की भयावहता ऑपरेटिंग वातावरण और एक्सपोजर समय पर निर्भर करती है। 2021 के एक अध्ययन में पाया गया कि एक घंटे या उससे कम समय तक उत्सर्जन के लिए मानव जोखिम का कोई स्वास्थ्य प्रभाव नहीं है। लेकिन जो लोग सप्ताह में 40 घंटे से अधिक प्रिंटर के आसपास काम करते हैं, उन्हें श्वसन संबंधी समस्याएं होने का खतरा होता है। 1 घंटे और 40 घंटे के बीच के ग्रेस्केल क्षेत्र को अभी भी प्रयोगों द्वारा और सत्यापित करने की आवश्यकता है।
जबकि बच्चों के बारे में डेटा और निष्कर्षों का भी अध्ययन किया जा रहा है, हमें स्कूलों में क्या हो रहा है, विशेष रूप से स्कूलों में 3 डी प्रिंटिंग नवाचार प्रयोगशालाओं में क्या हो रहा है, इस पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है। 3डी प्रिंटर उत्सर्जन पर अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा किए गए एक अध्ययन से पता चलता है कि बच्चे 3डी प्रिंटर उत्सर्जन के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील हो सकते हैं। अध्ययन में पाया गया कि 9 से 18 वर्ष की आयु के बच्चों में वयस्कों की तुलना में 3डी प्रिंटिंग द्वारा उत्सर्जित कणों को अंदर लेने के बाद उनके फेफड़ों का एक बड़ा सतह क्षेत्र कणों से ढका हुआ था। ईपीए का मानना है कि यह बच्चों की अधिक जिज्ञासा और प्रिंट हेड के साथ निकट संपर्क के लिए प्राथमिकता से संबंधित हो सकता है और बच्चों के श्वसन पथ अभी भी विकास के चरण में हैं और संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील हैं।
3D प्रिंटर का उपयोग करते समय संभावित स्वास्थ्य जोखिमों को कैसे कम करें
कम उत्सर्जन वाली सामग्री (जैसे पीएलए) का उपयोग करें और मूल या ब्रांड तार चुनें
सबसे पहले, एफडीएम उत्सर्जन को प्रभावित करने वाला सबसे बड़ा कारक उपभोग्य है। अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) और अन्य विभागों द्वारा किए गए कई अध्ययनों के अनुसार, उपभोग्य सामग्रियों के प्रकार का उत्सर्जन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जो निर्माता द्वारा उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल और मध्यवर्ती संश्लेषण प्रक्रिया पर निर्भर करता है - विभिन्न उपभोग्य सामग्रियों में अलग-अलग सख्त होते हैं। , रंग, और अन्य योजक, जो गर्म पिघल से अलग तरह से प्रभावित होते हैं। यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) ने भी हाल ही में कहा था, "जैसे-जैसे 3डी प्रिंटिंग तकनीक का अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक होता जा रहा है, मानव स्वास्थ्य पर उपभोज्य एडिटिव्स के प्रभाव की जांच करना आवश्यक है। भविष्य में, एफडीए जारी रहेगा। अन्य एडिटिव्स और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों और पार्टिकुलेट मैटर की संबंधित विशेषताओं की जांच करें, और प्रासंगिक मानक जारी किए गए हैं।"
वर्तमान में अधिकांश एफडीए अनुसंधान तीन सबसे आम उपभोग्य सामग्रियों- एबीएस, पीएलए, और नायलॉन पर केंद्रित है, जिसमें एबीएस को आमतौर पर उच्च-उत्सर्जक सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जब एबीएस का उपयोग किया जाता है, तो शुरुआत में बड़ी मात्रा में पीएम और वीओसी उत्पन्न होंगे, और फिर पूरी प्रिंटिंग प्रक्रिया में उत्सर्जन स्थिर रहेगा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, क्योंकि उत्सर्जित वीओसी जल्दी से पार्टिकुलेट मैटर के साथ जुड़ जाएंगे और एक हो जाएंगे, मुख्य बाद के उत्सर्जन जो लगातार उत्पन्न होते हैं, मूल रूप से पार्टिकुलेट मैटर होते हैं। पीएलए और नायलॉन सामग्री उपयोग किए जाने पर एबीएस की तुलना में कम उत्सर्जन उत्सर्जित करती है। ये सामग्रियां पहली बार उपयोग किए जाने पर बड़ी मात्रा में पार्टिकुलेट मैटर भी उत्पन्न करती हैं, लेकिन लगातार उत्सर्जित नहीं होती हैं। तो आम तौर पर हम इन सामग्रियों को कम उत्सर्जन सामग्री कहते हैं।
साथ ही, उन्होंने यह भी देखा कि पीएलए का उत्सर्जन उपभोग्य सामग्रियों के ब्रांड से प्रभावित होगा। विभिन्न ब्रांडों के उपभोग्य सामग्रियों की गुणवत्ता असमान है, और कुछ पीएलए का उत्सर्जन एबीएस के उत्सर्जन के करीब भी है। जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक शोधकर्ता रॉडनी वेबर ने 2017 में उपभोज्य उत्सर्जन पर प्रयोग करने के बाद इसकी खोज की, और उन्होंने उपयोगकर्ताओं से सस्ते, बिना लाइसेंस वाले उपभोग्य सामग्रियों को खरीदने के बारे में सतर्क रहने का आग्रह किया। उन्होंने कहा, "हमने पाया कि सस्ते फिलामेंट्स के साथ प्रिंटिंग ने मूल या प्रसिद्ध ब्रांडों द्वारा बनाए गए या अनुशंसित फिलामेंट्स का उपयोग करने की तुलना में एरोसोल की उच्च सांद्रता का उत्पादन किया। हालांकि पीएलए बायोडिग्रेडेबल सामग्री जैसे कॉर्नस्टार्च से बना है, हमने और एरोसोल एसोसिएशन ने पाया है कि कुछ PLA ऐसे कणों और यौगिकों का उत्सर्जन करते हैं जो ABS से भी अधिक जहरीले होते हैं। लेकिन क्योंकि PLA केवल मुद्रण की शुरुआत में ही इन हानिकारक पदार्थों का उत्पादन करता है, समय के साथ, ABS उपभोग्य सामग्रियों का उत्सर्जन होता है सामग्री की विषाक्तता धीरे-धीरे PLA उपभोज्य उत्सर्जन की विषाक्तता से अधिक हो जाएगी .
अनुकूलन सेटिंग: बेहतर नोजल, कम नोजल तापमान, और सर्वोत्तम प्रभाव चुनें
दूसरा, हार्डवेयर पैरामीटर निर्माता से निर्माता में भिन्न होते हैं, और ये पैरामीटर उत्सर्जन को प्रभावित कर सकते हैं। विशेष रूप से पीएलए फिलामेंट और नायलॉन फिलामेंट का उपयोग करते समय, प्रिंटर ब्रांड और मापदंडों का प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है। कुछ सेटिंग्स का पीएम और वीओसी उत्सर्जन दरों पर भी बहुत प्रभाव पड़ता है।
प्रौद्योगिकी के ब्रनो विश्वविद्यालय ने एक अध्ययन किया जिसमें शोधकर्ताओं ने एबीएस, पीएलए, पीईटी, और टीपीयू सामग्री पर प्रिंटर सेटिंग्स के प्रभाव की तुलना की। परिणाम दिखाते हैं कि जब हम इष्टतम प्रिंट सेटिंग्स चुनते हैं, तो हम उत्सर्जन को कम करते हुए सफल मुद्रण सुनिश्चित कर सकते हैं; उसी समय, जब नोजल का तापमान कम होता है, तो सामग्री कम उत्सर्जन का उत्पादन करेगी। इसलिए, श्वसन स्वास्थ्य के दृष्टिकोण से, शोधकर्ता अनुशंसा करते हैं कि प्रिंटर उपयोगकर्ता न्यूनतम संभव नोजल तापमान सेट करें, जो निर्माता की सिफारिश से भी कम है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि नोजल के आकार का डिस्चार्ज दर और कण एकाग्रता दोनों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा। ABS, PET, और PLA सामग्री के लिए, उन्होंने पाया कि {{0}}.4mm नोजल के उपयोग से सबसे कम PM उत्पन्न होता है। अपवाद टीपीयू है, जो कम उत्सर्जन के साथ नोजल के आकार को 0.6 मिमी तक बढ़ा देता है।
निष्कर्ष यह भी दिखाते हैं कि सामग्री प्रवाह या मुद्रण गति उत्सर्जन को मुश्किल से प्रभावित करती है। इसलिए, एक्सट्रूडर सेटिंग्स उत्सर्जन को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। एबीएस और पीएलए परीक्षणों का उपयोग करते हुए एक अन्य अध्ययन में पाया गया कि एक गर्म प्रिंट प्लेटफॉर्म ने उत्सर्जन में वृद्धि नहीं की, बल्कि कण आकार को बढ़ाने में मदद की, जिससे कणों की संख्या को कम करना आसान हो गया।
लगभग सभी शोधकर्ता बताते हैं कि उचित वेंटिलेशन इनडोर वायु गुणवत्ता में सुधार की कुंजी है। उपयोगकर्ता को प्रिंटर को अच्छी तरह हवादार स्थान पर रखना चाहिए, और निकास बंदरगाह पर एक पंखा स्थापित करना चाहिए, ताकि सर्वोत्तम प्रभाव प्राप्त हो सके। सभी वेंटिलेशन सिस्टम उपयोग के लिए उपयुक्त वायु निस्पंदन सिस्टम से लैस होना चाहिए। एक उच्च दक्षता वाले वायु (HEPA) फ़िल्टर की सिफारिश की जाती है, जो 99.95 प्रतिशत तक कणों को हटा देता है। वीओसी उत्सर्जन को कम करने के लिए, सक्रिय कार्बन फिल्टर सबसे अच्छा समाधान हैं।
खुले प्रिंटर के लिए, अन्य सहायक उपकरण जोड़ें
अपने 3D प्रिंटर को एक एयर फिल्टर के साथ एक छोटे से हवादार बाड़े के साथ कवर करना एक अच्छा विचार है। अध्ययनों से पता चला है कि एक डेस्कटॉप 3D प्रिंटर को फ़िल्टर्ड वेंटिलेशन के साथ एक बाड़े में रखने से कण उत्सर्जन दर 97 प्रतिशत तक कम हो सकती है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि खरीदते समय, आपको यह जांचना चाहिए कि खरीदे गए शेल में HEPA सिस्टम है या नहीं क्योंकि बाजार में कई 3D प्रिंटर शेल केवल गर्मी बनाए रखने के लिए उपयोग किए जाते हैं और इनका कोई उत्सर्जन प्रभाव नहीं होता है।
एयर प्यूरीफायर विभिन्न निस्पंदन और कीटाणुशोधन विधियों के माध्यम से हवा को अंदर खींचने और विभिन्न प्रदूषकों को हटाने के लिए पंखे का उपयोग करते हैं। वे 3D प्रिंटर के कार्य क्षेत्र में हवा की गुणवत्ता में सुधार करने में एक लंबा रास्ता तय कर सकते हैं, लेकिन HEPA और सक्रिय कार्बन फिल्टर के साथ वायु शोधक का उपयोग करना सबसे अच्छा है। एयर फिल्टर की खरीदारी करते समय बहुत सावधान रहें, क्योंकि धूल और विभाजन के लिए डिजाइन किए गए फिल्टर 3डी प्रिंटर द्वारा उत्सर्जित पार्टिकुलेट या वीओसी को पूरी तरह से नहीं हटा सकते हैं। मशीन पर फिल्टर को नियमित रूप से बदलना याद रखें।
HEPA फ़िल्टर के लिए प्रिंटर संलग्नक
घर के अंदर वायु गुणवत्ता मॉनिटर स्थापित करें
वायु गुणवत्ता मॉनिटर उपयोगकर्ताओं को वास्तविक समय में कार्य क्षेत्रों में संभावित हानिकारक रसायनों के स्तर की निगरानी करने में मदद कर सकते हैं। हालांकि, अध्ययन इस बारे में मिश्रित निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि क्या उपभोक्ता-ग्रेड मॉनिटर उत्पाद 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जित छोटे कणों का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हैं। एक अध्ययन से पता चला है कि उपभोग्य सामग्रियों से उत्सर्जित अधिकांश ठोस कण सामग्री 0.05 और 0.2 माइक्रोन आकार के बीच थी। अधिकांश घरेलू वायु गुणवत्ता मॉनिटर केवल 1 और 2.5 माइक्रोन आकार के बीच के कणों का पता लगा सकते हैं (पीएम1-पीएम2.5 के रूप में परिभाषित)। हालांकि, कुछ मॉनिटर ऐसे हैं जो 0.1 माइक्रोन (PM0.1 के रूप में परिभाषित) से नीचे के कणों का पता लगा सकते हैं।
कुछ अध्ययनों से पता चला है कि उन्नत शोध स्थलों में भी वायु गुणवत्ता मॉनीटर आवश्यक रूप से विश्वसनीय नहीं होते हैं। लेकिन अगर आपके मॉनिटर दिखाते हैं कि पीएम का स्तर पहले से ही 35 माइक्रोग्राम प्रति क्यूबिक मीटर से ऊपर है, तो समय आ गया है कि आप अपने कार्य क्षेत्र के उत्सर्जन को साफ करने के तरीकों की तलाश शुरू करें।
सारांशविज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, अधिक से अधिक कक्षाएं, विश्वविद्यालय और उद्यम 3D प्रिंटर का उपयोग करेंगे क्योंकि वे शिक्षा और वैज्ञानिक अनुसंधान में एक बड़ी भूमिका निभा सकते हैं। यद्यपि वर्तमान डेटा अभी भी उद्योग मानकों की स्थापना का समर्थन करने के लिए अपर्याप्त है, फिर भी हमें संभावित खतरों पर विशेष ध्यान देने, समस्याओं को होने से पहले रोकने, संभावित व्यावसायिक खतरों को कम करने और अतीत में मेलामाइन जैसी घटनाओं से बच्चों की रक्षा करने की आवश्यकता है।