鈦粉在3D列印中的安全性如何？

「

增材製造的安全性如何？

」

這是一個多次被問到的問題，也是多項研究的主題。《3D列印商情》小編在日前一篇題為《用於粉末床融合的鈦粉：它們與呼吸系統健康的相關性》的研究論文中看到，一組研究人員專門研究了用於金屬增材製造的鈦材料。儘管金屬增材製造的製造階段是一個封閉的過程，但研究人員指出，3D印表機操作員可能會在處理前和處理後階段吸入金屬原料粉末。

預處理涉及到真空清洗3D印表機的建造室，以去除未燒結或未熔化的粉末，處理粉末進行粒度選擇性篩選，並將粉末裝入原料箱。後處理包括手工從建造室移除列印部件，以及多餘的粉末，以及打磨、鑽孔和鋸切，以消除支撐和完成零件表面。

"研究AM操作人員的呼吸系統健康狀況時，AM粉末的大小和化學成分非常重要。"研究人員解釋說，"顆粒大小決定了顆粒是否可以吸入，如果是可吸入的，它們可能會沉積在呼吸道中。顆粒可按大小分為可吸入的，胸外的，胸部的或可吸入的--這取決於穿透區域。"

可吸入顆粒通過鼻子和嘴吸入並沉積在鼻咽區，而胸外顆粒被吸入但不能穿透喉部。胸部顆粒可以穿透喉部，可吸入顆粒可以穿透氣道並沉積在肺部的肺泡區域。可能造成的健康影響取決於金屬顆粒的化學成分：吸入鈦和鐵可能導致咳嗽和打噴嚏，而長期吸入鋁粉塵則可能導致肺纖維化。

"這項研究的目的是確定從位於南非的三個AM設施獲得的鈦粉的粒度分布（PSD）、形狀和元素組成，以便將它們與SDS（安全數據表）中聲明的相應信息進行比較。"研究人員繼續說，"數據解釋了SDS信息中任何潛在的差異或缺點與AM操作員呼吸系統健康狀況的相關性，並向AM粉末製造商/供應商和最終用戶提供建議。"

從南非的三個增材製造工廠收集原始的和使用過的鈦粉樣品及其各自的安全數據表。將樣品置於單獨的儲存瓶中，並使用粒度分布（PSD）和掃描電子顯微鏡（SEM）評估粒度。通過對乾燥分散粉末的靜態圖像分析，評估顆粒形狀，並進行X射線衍射（XRD）分析，以確定粉末的元素組成。

原始粉末的PSD分析顯示

三種粉末中只有一種與SDS中的粒度相符--來自設施A的粒度。總體而言，來自三個設施的原始粉末和使用過的粉末均顯示出胸部和可吸入顆粒。如果吸入，這些含金屬的粒子有可能長期對健康造成不良影響。

研究人員表示，"這項研究的結果表明，在某些情況下，不準確/不完整的SDS可能會對AM操作員的健康產生虛假的保護感。因此，建議製造商在SDS中提供準確和全面的信息，特別是AM粉末的粒度和元素組成信息。AM操作員應該能夠將之作為安全粉末處理的指南，並應告知所涉及的潛在健康風險。"

該論文的作者包括S. du Preez，D.J de Beer和J.L du Plessis。

來源：3D列印商情

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