microparticule

Émission de particule toxique par les imprimantes 3D

Des chercheurs ont découvert que les imprimantes 3D émettaient des particules minuscules dans l’air lorsqu’elles fonctionnaient, bien que la quantité et la nature de ces aérosols potentiellement toxiques soient mal comprises. Une nouvelle étude scientifique identifie une variété surprenante de ces émissions et les conditions dans lesquelles elles sont produites.

Des études précédentes avaient déjà montré que les imprimantes 3D libéraient de petites particules, mais les scientifiques n’avaient pas encore procédé à des expériences contrôlées pour détecter et caractériser avec précision les particules et les produits chimiques associés à l’impression 3D. Une étude récemment publiée sur deux ans visant à évaluer les impacts des imprimantes 3D sur la qualité de l’air intérieur, menée par des scientifiques d’UL Chemical Safety et du Georgia Institute of Technology, remédie aujourd’hui à ces lacunes. Les résultats, publiés dans deux études distinctes sur la science et la technologie des aérosols (disponible ici et ici), n’ont pas été encourageants; Lors de tests, les chercheurs ont pu identifier des centaines de composés différents, dont certains présentent des risques connus pour la santé.

Ces découvertes surviennent à un moment où ces machines peu coûteuses apparaissent de plus en plus dans les milieux commerciaux, médicaux et éducatifs. Marilyn Black, vice-présidente et conseillère technique principale chez UL et co-auteur des deux études, estime que les conclusions de son équipe devraient servir d’alarme. Elles demandent aux chercheurs, aux scientifiques et à d’autres institutions de la santé d’étudier plus en profondeur ces risques potentiels.

Les imprimantes 3D standard produisent des quantités détectables de particules ultrafines, ou PUF, lors de l’impression. Les particules ultrafines sont des nanoparticules invisibles à l’œil humain, mais qui pourraient entraîner de graves problèmes de santé, en particulier si elles sont inhalées et acheminées vers le système pulmonaire du corps. Lorsqu’elles sont inhalées, ces micro particules peuvent atteindre la partie la plus profonde des poumons, où elles peuvent pénétrer dans les tissus et les cellules, et peuvent entraîner des risques cardiovasculaires et pulmonaires chez l’homme.

Lorsqu’un processus d’impression est lancé, un nuage de nouvelles particules est créé, qui est ensuite en suspension dans l’air. Il s’agit de ce premier jet qui contient généralement les plus petites tailles et le nombre maximal de concentrations en PUF au cours du travail d’impression, selon la nouvelle étude.

Lors des tests, les chercheurs ont principalement examiné les imprimantes 3D qui utilisent des filaments utilisant des matières premières thermoplastiques ou contenant du nylon. Plus précisément, les chercheurs ont étudié les imprimantes FDM 3D, qui sont connues pour produire certains des plus hauts niveaux de PUF. Les imprimantes FDM construisent des objets en déposant sélectivement le matériau fondu couche par couche le long d’un chemin prédéterminé. Les imprimantes FDM sont la technologie d’impression 3D la plus largement utilisée dans le monde et incluent la gamme d’imprimantes 3D MakerBot.

L’équipe de Black a effectué un certain nombre de tests de toxicité sur ces imprimantes 3D en utilisant plusieurs méthodes, notamment des tests chimiques et des tests cellulaires in vitro (utilisation de cellules vivantes). Deux types de filaments couramment employé ont été étudiés, appelés ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) et PLA (Acide Polylactique), et tous les tests ont indiqué au moins un certain niveau de réponse toxique, bien que la réponse toxique ait varié selon le type de filament.

La variété des substances toxiques produites par ces imprimantes 3D est alarmante. Pas moins de 200 composés organiques volatils (COV) différents ont été détectés dans les nuages invisibles émanant des imprimantes au moment de l’impression, y compris de nombreux irritants et carcinogènes connus et présumés. Les composés organiques volatils généralement détectés comprenaient le formaldéhyde, un composé organique et un cancérigène connu, le styrène, un produit chimique inflammable et irritant et le caprolactame, un composé particulièrement nocif pouvant provoqué des irritations et des brûlures des yeux et de la gorge, des maux de tête et des troubles gastro-intestinaux.

Les chercheurs ont également documenté les différents facteurs impliqués dans la production de PUF. Les facteurs qui ont affecté les types de particules ultrafines produites incluent la température de la buse, le type de filament utilisé, la marque du filament et de l’imprimante 3D et la couleur du filament. Les facteurs ayant une influence sur les niveaux d’émission sont la température d’extrusion, le matériau du filament et la marque du filament.

Cette étude n’est pas un aperçu détaillé des effets à long terme des imprimantes 3D sur la santé. En conséquence, les chercheurs demandent maintenant aux scientifiques de réaliser une évaluation complète des risques afin de déterminer les niveaux dangereux d’émissions toxiques, tout en demandant aux fabricants de prendre les mesures nécessaires pour réduire les émissions au minimum. Ils souhaitent également que les fabricants portent ce problème à l’attention de leurs clients afin qu’ils puissent prendre les précautions nécessaires.

Le professeur Black recommande aux utilisateurs d’imprimantes 3D : «N’utilisez votre imprimante 3D que dans des espaces bien ventilés avec un flux d’air extérieur et tenez-vous à l’écart des imprimantes 3D lors de leur utilisation», a-t-elle déclaré. « Choisissez et sélectionnez des imprimantes et des filaments qui se sont révélés être à faible émission. »