Onko 3D-tulostus vaarallista?

3D-tulostus on viime vuosina siirtynyt teollisuudesta yhä useamman harrastajan kotiin. Samalla moni pohtii, onko 3D-tulostus turvallista ja voiko tulostamisesta aiheutua terveysriskejä. Lyhyt vastaus on: oikein käytettynä 3D-tulostus on suhteellisen turvallista, mutta siihen liittyy riskejä, joista käyttäjän kannattaa olla tietoinen.

Turvallisuuteen vaikuttavat erityisesti käytetty materiaali, tulostuslämpötila, ilmanvaihto sekä tulostimen sijoituspaikka. Vaikka kotikäytössä altistuminen on yleensä huomattavasti vähäisempää kuin teollisessa tuotannossa, pitkäaikaista altistumista pienhiukkasille ja VOC-yhdisteille (haihtuvat orgaaniset yhdisteet) ei kannata vähätellä. Työterveyslaitoksen mukaan erityisesti sulan muovin pursotukseen perustuvissa FDM-tulostimissa voi vapautua nanohiukkasia sekä pieniä määriä kaasumaisia yhdisteitä, kuten styreeniä ja formaldehydiä.

Vapauttaako 3D-tulostin haitallisia kaasuja?

Kyllä, useimmat filamentit vapauttavat lämmetessään jonkin verran VOC-yhdisteitä. Määrät vaihtelevat huomattavasti materiaalin mukaan.

Tyypillisesti PLA-filamenttia pidetään vähäpäästöisenä materiaalina, kun taas ABS tunnetaan suuremmista päästöistään. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että hyvin ilmastoidussa huoneessa PLA:n käyttö aiheuttaa yleensä vain vähäisen altistumisen, kun taas ABS:n kanssa ilmanvaihtoon kannattaa kiinnittää erityistä huomiota.

VOC-päästöjen arvioimiseksi voit käyttää VOC-kaasulaskuriamme, joka auttaa arvioimaan tulostuksen aikaisia pitoisuuksia eri materiaaleilla ja tulostusolosuhteilla.

VOC-laskuri

Ovatko 3D-tulostimen hiukkaspäästöt vaarallisia?

3D-tulostuksen aikana vapautuu erittäin pieniä hiukkasia, joita kutsutaan ultrafine particles (UFP) -hiukkasiksi tai nanohiukkasiksi. Ne ovat niin pieniä, että ne voivat kulkeutua syvälle hengitysteihin.

Työterveyslaitoksen mukaan erityisesti pursotustekniikkaan perustuvat tulostimet voivat vapauttaa huomattavia määriä nanohiukkasia riippuen materiaalista ja tulostuslämpötilasta. Nanohiukkasten on havaittu voivan aiheuttaa tulehdusreaktioita keuhkoissa, vaikka kaikkia pitkäaikaisia vaikutuksia ei vielä tunneta.

Kotikäytössä suurin riski syntyy tilanteissa, joissa tulostin toimii jatkuvasti pienessä ja huonosti tuuletetussa huoneessa.

Onko PLA turvallinen materiaali?

PLA on useimpien harrastajien ensimmäinen filamentti, eikä syyttä.

PLA:n edut turvallisuuden kannalta

• Tulostuu suhteellisen alhaisessa lämpötilassa.
• Tuottaa vähemmän VOC-päästöjä kuin ABS.
• Ei yleensä aiheuta voimakasta hajua.
• Ei vaadi suljettua tulostuskammiota.

PLA:ta pidetään yleisesti turvallisimpana yleiskäyttöisenä filamenttina kotitulostukseen. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, ettei ilmanvaihdosta tarvitsisi huolehtia. Pitkät tulostusajat voivat tuottaa merkittäviä määriä pienhiukkasia myös PLA:lla.

Onko PETG turvallinen materiaali?

PETG sijoittuu turvallisuudeltaan PLA:n ja ABS:n väliin.

PETG:

• Tuottaa yleensä vähemmän päästöjä kuin ABS.
• Tulostuu korkeammassa lämpötilassa kuin PLA.
• Aiheuttaa yleensä vain lievää hajua.
• Sopii hyvin kotikäyttöön riittävän ilmanvaihdon kanssa.

Monille käyttäjille PETG tarjoaa hyvän kompromissin turvallisuuden, mekaanisen kestävyyden ja helpon tulostettavuuden välillä.

Onko ABS vaarallista?

ABS on yksi eniten keskustelua herättävistä 3D-tulostusmateriaaleista.

ABS-tulostuksessa voi vapautua styreeniä, jota pidetään hengitysteitä ärsyttävänä yhdisteenä. Lisäksi ABS tuottaa yleensä enemmän hiukkaspäästöjä kuin PLA tai PETG. Työterveyslaitos mainitsee styreenin yhtenä pursotustulostuksessa vapautuvista yhdisteistä.

ABS:n käyttöä varten suositellaan:

• Suljettua tulostinkoteloa
• Tehokasta ilmanvaihtoa
• Erillistä tulostustilaa
• HEPA- ja aktiivihiilisuodatusta

ABS ei ole automaattisesti vaarallinen, mutta sen käyttö vaatii enemmän huomiota turvallisuuteen kuin PLA:n tai PETG:n käyttö.

Ovatko hartsitulostimet turvallisia?

Hartsitulostimet (SLA-, MSLA- ja resin-tulostimet) aiheuttavat erilaisia riskejä kuin filamenttitulostimet.

Nestemäiset hartsit voivat ärsyttää ihoa, silmiä ja hengitysteitä. Työterveyslaitoksen mukaan valokovetuksessa käytettävät epoksi- ja akrylaattipohjaiset materiaalit voivat aiheuttaa allergista kosketusihottumaa, ja kovettumattomiin hartseihin ei tulisi koskea lainkaan.

Hartsitulostuksessa on tärkeää käyttää:

• Nitriilikäsineitä
• Suojalaseja
• Hyvää ilmanvaihtoa
• Suljettuja säilytysastioita kemikaaleille

Monessa tapauksessa hartsitulostus vaatii enemmän turvallisuustoimenpiteitä kuin tavallinen FDM-tulostus.

Voiko 3D-tulostin aiheuttaa tulipalon?

Kuten kaikki sähkölaitteet, myös 3D-tulostimet voivat vikaantua.

Suurimpia riskejä ovat:

• Vialliset virtalähteet
• Huonolaatuiset liittimet
• Ylikuumentuneet lämmityselementit
• Käyttäjän tekemät sähkömuutokset

 

Nykyaikaiset laadukkaat tulostimet sisältävät yleensä lämpötilavalvonnan ja thermal runaway -suojauksen, jotka vähentävät riskiä merkittävästi, mutta markkinoilla on ilmennyt myös uusien tulostimien keskuudessa tulipalovaaraa kuten Bambu Lab A1 tulostimen korkeajännite piirin ylikuumeneminen. 

Kotona tulostaessa on hyvä muistaa, että vaikka nyky tulostimet ovatkin erittäin luotettavia niitä ei tule jättää valvomatta. Myöskin palovaroitin kannattaa sijoittaa tulostimen yläpuolelle ja huolehtia alkusammutusvälineet lähelle.

Miten tehdä 3D-tulostuksesta turvallista kotona?

Useimmille harrastajille turvallinen toimintatapa on yksinkertainen:

1. Huolehdi ilmanvaihdosta

Avaa ikkuna säännöllisesti tai käytä koneellista ilmanvaihtoa.

2. Käytä koteloitua tulostinta

Työterveyslaitos suosittelee kotelointia epäpuhtauksien leviämisen vähentämiseksi.

3. Sijoita tulostin omaan tilaan

Jos mahdollista, vältä tulostimen sijoittamista makuuhuoneeseen tai jatkuvassa oleskelussa olevaan työhuoneeseen.

4. Suosi vähäpäästöisiä materiaaleja

PLA ja PETG ovat yleensä turvallisempia vaihtoehtoja kuin ABS tai ASA.

5. Käytä suojavarusteita hartsitulostuksessa

Käsineet ja hyvä ilmanvaihto ovat käytännössä välttämättömiä.

6. Muista tulipalon riski

Valvo tulostinta ja sijoita palohälytin ja alkusammutusvälineet tulostimen läheisyyteen.

Yhteenveto: Onko 3D-tulostus vaarallista?

3D-tulostus ei ole vaarallista samalla tavalla kuin monet teolliset kemialliset prosessit, mutta täysin riskitöntä se ei myöskään ole. Suurimmat kotikäyttäjän riskit liittyvät ilmanlaatuun, pienhiukkasiin, VOC-päästöihin sekä hartsitulostimien kemikaaleihin.

Hyvin ilmastoidussa tilassa, laadukkaalla koteloidulla tulostimella ja oikeilla materiaaleilla tulostaminen on useimmille harrastajille turvallista. Jos tulostat paljon tai käytät korkean lämpötilan materiaaleja, VOC-pitoisuuksien seuraaminen ja arvioiminen kannattaa. Tätä varten voit käyttää VOC-kaasulaskuriamme arvioidaksesi eri filamenttien päästöjä ja niiden vaikutusta huoneilmaan.

Lähteet

• Työterveyslaitos (TTL)
• Työterveyslaitos: 3D-tulostuksen kemikaaliturvallisuus työpaikoilla
• Työterveyslaitos: Riskinhallinta 3D-tulostuksessa