钛粉在3D打印中的安全性如何？

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增材制造的安全性如何？

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这是一个多次被问到的问题，也是多项研究的主题。《3D打印商情》小编在日前一篇题为《用于粉末床融合的钛粉：它们与呼吸系统健康的相关性》的研究论文中看到，一组研究人员专门研究了用于金属增材制造的钛材料。尽管金属增材制造的制造阶段是一个封闭的过程，但研究人员指出，3D打印机操作员可能会在处理前和处理后阶段吸入金属原料粉末。

预处理涉及到真空清洗3D打印机的建造室，以去除未烧结或未熔化的粉末，处理粉末进行粒度选择性筛选，并将粉末装入原料箱。后处理包括手工从建造室移除打印部件，以及多余的粉末，以及打磨、钻孔和锯切，以消除支撑和完成零件表面。

"研究AM操作人员的呼吸系统健康状况时，AM粉末的大小和化学成分非常重要。"研究人员解释说，"颗粒大小决定了颗粒是否可以吸入，如果是可吸入的，它们可能会沉积在呼吸道中。颗粒可按大小分为可吸入的，胸外的，胸部的或可吸入的--这取决于穿透区域。"

可吸入颗粒通过鼻子和嘴吸入并沉积在鼻咽区，而胸外颗粒被吸入但不能穿透喉部。胸部颗粒可以穿透喉部，可吸入颗粒可以穿透气道并沉积在肺部的肺泡区域。可能造成的健康影响取决于金属颗粒的化学成分：吸入钛和铁可能导致咳嗽和打喷嚏，而长期吸入铝粉尘则可能导致肺纤维化。

"这项研究的目的是确定从位于南非的三个AM设施获得的钛粉的粒度分布（PSD）、形状和元素组成，以便将它们与SDS（安全数据表）中声明的相应信息进行比较。"研究人员继续说，"数据解释了SDS信息中任何潜在的差异或缺点与AM操作员呼吸系统健康状况的相关性，并向AM粉末制造商/供应商和最终用户提供建议。"

从南非的三个增材制造工厂收集原始的和使用过的钛粉样品及其各自的安全数据表。将样品置于单独的储存瓶中，并使用粒度分布（PSD）和扫描电子显微镜（SEM）评估粒度。通过对干燥分散粉末的静态图像分析，评估颗粒形状，并进行X射线衍射（XRD）分析，以确定粉末的元素组成。

原始粉末的PSD分析显示

三种粉末中只有一种与SDS中的粒度相符--来自设施A的粒度。总体而言，来自三个设施的原始粉末和使用过的粉末均显示出胸部和可吸入颗粒。如果吸入，这些含金属的粒子有可能长期对健康造成不良影响。

研究人员表示，"这项研究的结果表明，在某些情况下，不准确/不完整的SDS可能会对AM操作员的健康产生虚假的保护感。因此，建议制造商在SDS中提供准确和全面的信息，特别是AM粉末的粒度和元素组成信息。AM操作员应该能够将之作为安全粉末处理的指南，并应告知所涉及的潜在健康风险。"

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

来源：3D打印商情