让每个人享受造物乐趣？米家3D打印机值得注意的二三事

3D打印机的巨大作用已经深入人们的生活，从科研实验室到家庭工作室，它们正以惊人的速度改变着我们的世界。日前，科技巨头小米也躬身入局，为市场呈现了一款新的“米家3D打印机”，并在小米有品众筹首发。该产品设计简约，功能齐全。本文总结了购买和使用米家3D打印机需要注意的一些事项，分享给大家。对于对3D打印机不太熟悉的朋友们，我想告诉大家，消费级3D打印目前主要分为两种技术流派：FDM（熔融沉积建模）和LCD（液晶光固化）。FDM技术使用热塑性材料（如PLA塑料），通过加热材料使其熔化，并逐层堆叠以创建复杂的物体。而LCD技术则使用光敏树脂，通过液晶屏幕上的紫外线光源逐层固化树脂，逐渐构建出三维模型。米家3D打印机采用的是后者的技术路线，使用紫外光来固化液体的光敏树脂。而且，米家3D打印机创新性地整合了后固化过程到打印机中，所谓后固化过程，是指3D打印完成后使用高强度紫外灯加强零件强度。下图中图中的圆点所示就是紫外光源，它直接面向用户设置。因此，用户在使用时需要格外小心，确保橙色罩子处于关闭状态。同时需要准备防护紫外线的眼镜。光固化打印机使用紫外光作为固化树脂的光源，然而紫外光具有一定的危害性。长时间暴露在紫外线下，特别是米家3D打印机中使用的波长为400纳米的紫外线，可能对人体产生不良影响。研究表明，紫外线能够穿透皮肤较深层，导致皮肤损伤，如光老化和皮肤癌等。这是因为紫外线能够直接破坏细胞的DNA结构，引起DNA损伤。特别是要避免小孩子在附近，因为如果小孩在固化过程中打开了橙色罩子，紫外线可能对他们的眼睛等造成不可逆的损伤。鉴于这一点，强烈建议小米在产品上标注年龄限制，以提醒用户。相比之下，使用热熔成型技术的3D打印机则没有这个问题，因此更适合供小孩使用。
米家3D打印机（左），紫外灯可以直射用户带来辐照皮肤损伤，对比热熔成型打印机（右）小米有品上的另一个有防护门的3D打印机产品.
另外，我们还建议客户准备呼吸防护装置，如口罩或防毒面具。因为米家3D打印机采用的树脂会释放一些气体。在详情页中，米家指出“使用时会有正常的树脂气味”，但是，这个“正常气味”实际上包含有毒气体。这是因为光敏树脂本身的材料特性导致在固化过程中，会产生一系列的化学反应。在光敏树脂中，许多对光敏感的、潜在有毒的材料被用作光引发剂，包括氧化锑、铜、锌和铁配合物，以及钛、铝和钡化合物。根据在美国环境保护署和西弗吉尼亚州国家职业安全与健康研究所等单位2019年发表在权威SCI期刊《职业与环境卫生杂志》和2022年发表在《毒理学与环境健康杂志》上的研究成果，桌面级光固化打印机散发的气味可能含有一些纳米级颗粒。这些颗粒可能含有潜在的致癌物、敏化剂、活性金属和羰基化合物蒸汽。尽管米家3D打印机声称其材料本身通过RoHS认证，但需要注意的是，在打印过程中可能会产生新的有毒物质挥发，许多树脂成分，如丙烯酸酯（甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸等）和羰基（如丙酮）仍然会挥发。另外，也需要严格避免树脂接触皮肤，因为树脂对皮肤有刺激性，因此，使用者在操作时需要格外注意个人防护措施，尤其是要确保孩子不会吸入有毒气体。
即使密封，打印过程中米家3D打印机释放的气体会对人体呼吸道带来刺激。图源：Bowers et al 《Potential for Exposure to Particles and Gases throughout Vat Photopolymerization Additive Manufacturing Processes》
另外，即使是所谓的"水洗树脂"，也不能简单地用水冲洗后直接排放到下水道中。水洗树脂不能直接排放到下水道中，因为其成分超出了污水处理厂的能力。研究，未经妥善处理的树脂清洗液可能对环境造成损害，包括形成纳米颗粒。树脂中的化学成分在反应后会产生对环境有害的物质。将废液送至专业实验室或废物处理部门进行处理是保护环境的良好做法。
我们建议用户准备防紫外线的眼镜和呼吸防护装置，如口罩或防毒面具，并将处理过程中的污水妥善处置。如果您附近没有专门的实验室废水处理设备，或者家中有孩子，小编仍然不建议购买这款产品！您可以考虑在小米有品平台上选择其他基于热熔堆积成型技术的3D打印机，这样能够获得更安全的使用体验！