Насколько 3D-печать безопасна для окружающей среды? Ученые бьют тревогу

Американские ученые утверждают, что некоторые материалы для 3D-печати могут выделять ядовитые вещества, опасные для здоровья и окружающей среды.

Команда ученых обратила внимание на фотополимеры, из которых производят потребительские товары, клеящие вещества и материалы для пломб. В последнее время их все чаще используют для быстрого прототипирования с применением технологии лазерной стереолитографии.

Дело в том, что фотополимеры получают путем химической реакции с применением сурьмы – токсичного тяжелого металла. Предметы, напечатанные из такого материала, могут содержать в 100 раз больше тяжелого металла, чем предметы из других полимеров, например, полиэтилентерефталата, из которого производят упаковку для пищевых продуктов.

Исследователи из Университета Роберта Морриса, штат Пенсильвания, обнаружили, что фотополимеры, представленные на рынке, могут на 10 процентов состоять из соединений сурьмы. После серии тестов было установлено, что в течение первых 20 часов после печати изделия из фотополимера выделяют до 3 процентов содержания сурьмы. Да, объем фотополимеров, используемых при прототипировании, очень мал, но ученые считают, что быстрое развитие 3D-печати, о котором все говорят – и, как следствие, интенсивное использование и уничтожение материалов с содержанием сурьмы – может создать угрозу.

В новом журнале 3D- Printing and Additive Manufacturing уже была статья о том, что уровень содержания сурьмы в окружающей среде постепенно растет.

«Фотополимеры, которые используют для 3D-печати, могут стать источником сурьмы на полигонах, мусоросжигательных заводах и в окружающей среде», – говорится в статье. Также ее авторы подчеркивают, что тяжелый металл выделяется во время обработки и шлифовки изделия.

Последствия растущего содержания сурьмы в окружающей среде могут быть очень серьезными, особенно если тяжелый металл попадет в водоносные слои с питьевой водой. По побочным эффектам сурьма схожа с мышьяком, в частности она может причинить вред сердцу.

«В связи с растущей популярностью 3D-печати следует подумать о здоровье и безопасности тех, кто работает с сурьмосодержащими фотополимерами, и безопасной утилизации напечатанных изделий», – считают авторы статьи.

Картина в целом

Разумеется, выделение ядовитых токсинов – лишь одна грань проблемы, связанной с плюсами и минусами традиционного и аддитивного производства. С одной стороны, 3D-печать часто называют безопасной и экологически чистой, ее использование позволяет избежать отходов, которые сопровождают такие методы традиционного производства, как литьевое формование. Но эту точку зрения можно считать правдивой в отношении лишь некоторых материалов, например, металлов, а ведь есть и такие технологии печати, как распыление, и там материалы совсем другие. Кроме того, далеко не все отходы производства поддаются переработке.

Также эксперты расходятся во мнении относительно объемов потребляемой энергии на аддитивном производстве по сравнению с традиционным субтрактивным производством, особенно в масштабах растущего спроса на 3D-печатную продукцию. Хотя местные производители пока справляются с вредным воздействием на окружающую среду, связанным с отправкой готовой продукции потребителю, сырье ведь еще нужно довезти до 3D-принтеров, и здесь возникает ряд других вопросов, о которых следует подумать (например, выбросы загрязняющих веществ и утилизация оборудования по окончании срока службы).

Так насколько же 3D-печать безопасна для окружающей среды? Ответ на этот вопрос – на данный момент – зависит от ситуации. Разные технологии печати, материалы и 3D-принтеры по-разному воздействуют на экологию. Также немаловажное значение играют объемы производства.

Тем не менее, для установления максимально безопасного воздействия аддитивного производства на окружающую среду есть все шансы, разумеется, при условии постоянного совершенствования используемых материалов и технологий. В конечном итоге можно сказать, что выявление такой проблемы, как загрязнение сурьмой – это уже первый этап на пути к поиску более безопасного материала, который позволит справиться с ситуацией. Хотя технология 3D-печати находится на самом раннем этапе развития, на рынке уже сейчас представлено немало новых более экологичных материалов.

Статья подготовлена для 3DToday.ru