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Emissions and Chemical Exposure Potentials from Stereolithography Vat Polymerization 3D Printing and Post-processing Units
ACS Chemical Health & Safety ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-03-17 , DOI: 10.1021/acs.chas.2c00002 Qian Zhang 1 , Aika Y. Davis 1 , Marilyn S. Black 1
ACS Chemical Health & Safety ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-03-17 , DOI: 10.1021/acs.chas.2c00002 Qian Zhang 1 , Aika Y. Davis 1 , Marilyn S. Black 1
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Particles and volatile organic compounds (VOCs) have been detected emitting from material extrusion 3D printing, which is widely used in nonindustrial environments. However, vat polymerization 3D printing that is also commonly used has yet to be well-characterized for its emissions. In this study, we measured particle and VOC emission rates from stereolithography (SLA) 3D printing during print and post-processing wash and cure processes individually using a standardized testing method for 3D printer emissions in an exposure chamber. We observed minimal particle emissions and identified 30 to over 100 individual VOCs emitted from each operating phase, some of which accumulated after the printing ended. The total VOC emissions from SLA processes were higher than typical levels from material extrusion 3D printing, and the emission rate could be over 4 mg/h. Major VOCs emitted were associated with the resin and chemicals used in print and post-processing procedures, which included esters, alcohols, aldehydes, ketones, aromatics, and hydrocarbons. Emissions from post-processing units were lower than those from printing but also included chemicals with health concerns. The emitted mixture of sensitizers, carcinogens, irritants, and flammable chemicals may present a hazard for indoor air quality and human health. The estimated personal exposure to total VOC and some specific VOCs of concern to human health, like formaldehyde and naphthalene, exceeded the recommended indoor levels (e.g., California Office of Environmental Health Hazard Assessment), potentially causing irritation and other health impacts for 3D printer users.
中文翻译：
立体光刻缸聚合 3D 打印和后处理单元的排放和化学暴露潜力
已检测到材料挤出 3D 打印排放的颗粒和挥发性有机化合物 (VOC)，该材料广泛用于非工业环境中。然而，同样常用的大桶聚合 3D 打印尚未对其排放进行充分表征。在这项研究中，我们使用暴露室中 3D 打印机排放的标准化测试方法分别测量了立体光刻 (SLA) 3D 打印在打印和后处理清洗和固化过程中的颗粒和 VOC 排放率。我们观察到最小的颗粒排放，并确定了每个操作阶段排放的 30 到 100 多种单独的 VOC，其中一些在打印结束后累积。SLA 工艺的总 VOC 排放量高于材料挤压 3D 打印的典型水平，并且排放率可以超过4mg/h。排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和烃。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和烃。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响.
更新日期：2022-03-17
中文翻译：
立体光刻缸聚合 3D 打印和后处理单元的排放和化学暴露潜力
已检测到材料挤出 3D 打印排放的颗粒和挥发性有机化合物 (VOC)，该材料广泛用于非工业环境中。然而，同样常用的大桶聚合 3D 打印尚未对其排放进行充分表征。在这项研究中，我们使用暴露室中 3D 打印机排放的标准化测试方法分别测量了立体光刻 (SLA) 3D 打印在打印和后处理清洗和固化过程中的颗粒和 VOC 排放率。我们观察到最小的颗粒排放，并确定了每个操作阶段排放的 30 到 100 多种单独的 VOC，其中一些在打印结束后累积。SLA 工艺的总 VOC 排放量高于材料挤压 3D 打印的典型水平，并且排放率可以超过4mg/h。排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 排放的主要 VOC 与印刷和后处理程序中使用的树脂和化学品有关，其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和碳氢化合物。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和烃。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 其中包括酯、醇、醛、酮、芳烃和烃。后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响. 后处理装置的排放量低于印刷装置的排放量，但也包括与健康有关的化学品。排放的致敏剂、致癌物、刺激物和易燃化学品的混合物可能对室内空气质量和人体健康造成危害。估计的个人暴露于总 VOC 和一些与人类健康有关的特定 VOC，如甲醛和萘，超过了建议的室内水平（例如，加州环境健康危害评估办公室），可能对 3D 打印机用户造成刺激和其他健康影响.
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