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L'impression 3D est-elle toxique ? Tout ce que vous devez savoir pour rester en sécurité !

Lorsque nous achetons une imprimante 3d, nous pensons aux avantages qu'elle peut nous apporter :créer nos propres pièces, imprimer des figurines de collection, des pièces de rechange pour un mécanisme cassé, entre autres. Nous ne pensons pas que le fait d'avoir une machine à faire fondre du plastique dans notre maison puisse affecter notre santé de manière sérieuse.

Aujourd'hui, nous pouvons trouver des imprimantes 3D dans les écoles, les maisons et les ateliers, et elles ne sont pas tenues de se conformer à des mesures de sécurité particulières liées aux émissions qu'elles provoquent. De nombreuses personnes, y compris des enfants, peuvent être exposées à de fortes concentrations de petites particules ou de fumées toxiques.

Bien que l'ABS et le HIPS présentent des degrés de toxicité plus élevés et contiennent généralement de fortes doses de bisphénol A que les autres filaments, des mesures de sécurité doivent être mises en œuvre quel que soit le thermoplastique utilisé. Le processus d'impression 3D lui-même libère des fumées toxiques ainsi que des particules dans l'air, ce qui rend très important de ventiler régulièrement la zone et de ne pas cohabiter régulièrement avec une imprimante 3D en état de marche.

Principales préoccupations concernant l'impact de l'impression 3D sur la santé

Même si les imprimantes FDM sont parmi nous depuis plus d'une décennie, de nombreuses personnes affirment que l'impression 3D pourrait être nocive car elle émet des particules toxiques qui se collent profondément dans vos poumons. L'exposition prolongée à ces particules est évaluée par des chercheurs afin de déterminer le niveau de danger auquel nous sommes exposés lors de l'impression, à la fois à court et à long terme.

Au cours des premiers mois de l'épidémie de COVID-19, la vente d'imprimantes 3d a augmenté régulièrement en partie grâce à la mise en œuvre de cette technologie pour fabriquer des éléments de protection faciale ou des respirateurs qui étaient rares à l'époque.

De nombreuses personnes sont passées d'une à plusieurs imprimantes 3D dans une même pièce, ce qui augmente dangereusement l'émission de gaz toxiques ainsi que de particules dans un espace clos. Les mesures de confinement social telles que les quarantaines ou les couvre-feux ont également obligé les gens à passer plus de temps à l'intérieur de leur maison, augmentant encore leur exposition à ces émissions.

Selon diverses études, des nanoparticules appelées UFP (particules ultrafines), beaucoup plus petites que la fumée de tabac, sont libérées lors de l'impression 3D. Ces particules pénètrent par le canal respiratoire et se logent dans les zones les plus profondes des poumons où elles peuvent générer une inflammation pulmonaire.

À ce stade, il faut préciser que tous les thermoplastiques utilisés dans l'impression 3d n'ont pas le même niveau de toxicité. Les filaments sont constitués de polymères aux caractéristiques différentes, qui se décomposent en substances plus ou moins nocives.

J'ai étudié le niveau de toxicité et l'impact sur notre santé de chacun des thermoplastiques les plus populaires utilisés dans l'impression 3D, alors parlons-en brièvement !

ABS

L'ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est un plastique dur largement utilisé dans l'industrie du plastique en raison de son faible coût et de ses excellentes propriétés. Comme il est composé d'acrylonitrile, un produit hautement toxique, son utilisation doit être effectuée dans des conditions strictes de contrôle des émissions.

De plus, il émet du bisphénol A, une substance potentiellement cancérigène interdite dans certains pays. Malheureusement, lorsqu'il est utilisé dans l'impression 3d de bureau, il nécessite un environnement peu ventilé, car les courants d'air peuvent rendre son utilisation difficile ou générer des problèmes de déformation ou de fissuration. Cela fait de l'ABS l'un des matériaux les plus dangereux avec lesquels imprimer.

Vous devez également savoir si votre marque d'ABS contient du BPA (Bisphénol A), qui peut avoir de graves effets sur notre santé.

Évitez d'imprimer régulièrement avec de l'ABS lorsque vous êtes dans la même pièce car les effets à long terme pourraient être graves.

PLA

Le PLA est actuellement le matériau le plus utilisé dans l'impression 3d principalement en raison de sa facilité d'utilisation. Comme il est dérivé du maïs et peut être biodégradable (dans des conditions spécifiques), de nombreuses personnes le considèrent comme sûr.

Cependant, les colorants et les additifs que les fabricants utilisent pourraient le rendre dangereux. Il émet également des niveaux élevés d'UFP (particules ultrafines). Il est fortement recommandé de renouveler l'air de la pièce après chaque impression, afin de diminuer la concentration d'UFP.

Nylon

Les filaments de nylon ont une grande durabilité et une grande résistance thermique, ils sont donc souvent utilisés pour l'impression de pièces mécaniques. Ils émettent également de grandes quantités de styrène, un hydrocarbure lié à un risque accru de cancer et d'autres maladies.

De plus, le nylon peut libérer des particules de caprolactame, un composé irritant connu pour causer de graves dommages au système respiratoire. Comme il nécessite des niveaux de température plus élevés que la plupart des matériaux d'impression 3D, il émet d'énormes quantités d'UFP.

GPE

Le PETG est composé de plastique PET auquel du glycol est ajouté. Sa stabilité chimique est très élevée, de sorte qu'il n'émet pas d'odeurs désagréables ou de fumées toxiques.

Il est utilisé dans la fabrication de récipients pour boissons. Cependant, UFP est également émis lors de l'impression avec PETG. N'oubliez pas que l'absence d'odeur désagréable ne signifie pas que la substance n'est pas toxique, comme beaucoup le pensent.

HANCHES

Ce matériau, qui est souvent utilisé comme matériau de support dans les imprimantes 3d multi-extrudeuses, émet, comme l'ABS, un composé appelé styrène. Ce composé est classé comme cancérogène par l'Agence internationale de recherche sur le cancer . En combinaison avec l'ABS, une imprimante à double extrudeuse peut émettre des niveaux élevés de fumées toxiques en très peu de temps. Un système de ventilation adéquat est strictement requis.

Comme c'est le cas avec l'ABS, vous devez toujours savoir si vos bobines HIPS contiennent du BPA. Nous l'avons mentionné précédemment et avons également dit qu'il pourrait avoir des effets graves sur notre santé. En raison de l'importance de ce sujet, nous consacrerons une section entière au BPA.

Les vapeurs d'impression 3D sont-elles toxiques ?

Tous les filaments utilisés dans l'impression 3d n'émettent pas de gaz toxiques. Par exemple, le PLA peut être utilisé dans des environnements où les gens travaillent pendant de longues périodes. D'autres, comme l'ABS, doivent être utilisés dans des environnements où la concentration de fumées toxiques ne dépasse pas les valeurs maximales autorisées.

L'exposition à ces vapeurs provoque une irritation des yeux et des voies respiratoires, ainsi que des nausées et des maux de tête. L'émission de ces gaz peut être réduite en installant un système de filtre à particules à charbon actif, ou en augmentant la ventilation de la pièce ou de l'atelier.

De nombreux fabricants de filaments fournissent à leurs clients une fiche d'informations de sécurité sur l'utilisation de leurs filaments. Il est fortement recommandé de vérifier ces détails sur le site Web du fabricant avant d'utiliser une nouvelle marque ou un nouveau matériau. Même différentes couleurs du même matériau et du même fabricant peuvent avoir des niveaux d'émissions différents en raison de la composition chimique des pigments.

Quelle est la gravité de l'exposition aux fumées et aux particules à long terme ?

Comme la technologie FDM est relativement nouvelle, des données concluantes sur ses effets à long terme ne sont pas encore disponibles. Des articles ont été présentés et leur conclusion indique que les imprimantes 3D de bureau émettent d'énormes quantités de nanoparticules et que leur taille varie entre 40 et 300 nm. Cette taille est suffisamment petite pour pénétrer même les secteurs les plus internes du système respiratoire, provoquant une irritation et une inflammation sévères.

En raison de la toxicité de certains gaz émis, il existe un risque réel de développer des maladies pulmonaires chroniques telles que l'asthme, la BPCO ou encore le cancer. Certaines personnes particulièrement sensibles devraient travailler avec des imprimantes 3D en utilisant des mesures de sécurité supplémentaires, comme des masques à gaz avec des filtres appropriés.

D'autres facteurs qui modifient les valeurs des nanoparticules émises sont la marque et le type de filament, la couleur, la température d'impression, l'utilisation d'un lit chauffant, etc. En général, il est recommandé de régler les températures d'impression aussi basses que possible. , en ce qui concerne la sécurité.

Est-il sûr d'imprimer à l'intérieur ?

Même si des filaments tels que le PLA ou le PETG sont utilisés, dont les émissions sont censées être moins nocives, les environnements dans lesquels les imprimantes 3d sont utilisées doivent être suffisamment ventilés, ou un système de filtrage des particules doit être installé pour s'assurer que la concentration ne dépasse pas tolérable niveaux.

Une autre mesure appropriée consiste à quitter la pièce pendant le temps d'impression et à renouveler l'air à la fin du travail.

Qu'est-ce que le BPA et quel est son risque ?

Le BPA (bisphénol A) est un composé synthétique ajouté à de nombreux produits, tels que les contenants alimentaires, les CD et DVD, les équipements sportifs ou encore les biberons. Il est largement utilisé dans l'industrie du plastique, au point qu'une étude a révélé que 90 % de la population américaine a des traces de ce composé dans son corps.

De nombreux rapports ont été publiés sur la dangerosité de cette substance et les résultats sont souvent contradictoires. Les rapports les plus graves indiquent une relation directe entre l'exposition au BPA et le risque de diabète, de problèmes de fertilité, de cancer et d'obésité. De plus, le BPA pourrait altérer le développement neuronal des enfants et des adolescents.

Dans des pays comme la France, l'utilisation du BPA est interdite par les autorités sanitaires. La communauté scientifique internationale n'est pas encore parvenue à un consensus sur les risques liés à l'ingestion ou à l'inhalation de BPA.

Est-il sûr d'imprimer à l'intérieur ?

Même si des filaments tels que PLA ou PETG sont utilisés, les environnements dans lesquels les imprimantes 3D fonctionnent doivent être correctement ventilés, ou un système de filtrage des particules doit être installé pour garantir que la concentration ne dépasse pas les niveaux tolérables. Une autre mesure appropriée consiste à quitter la pièce pendant le temps d'impression et à renouveler l'air à la fin du travail.

Les filaments d'impression 3d contiennent-ils du BPA ?

Certains filaments d'impression 3d contiennent de fortes doses de BPA, comme l'ABS et le HIPS. Pendant le temps d'impression, de minuscules particules de bisphénol sont libérées dans l'air. L'inhalation de ces particules et leur toxicité potentielle n'ont pas encore été suffisamment étudiées, c'est pourquoi l'utilisation de mesures de sécurité supplémentaires est recommandée lors de l'utilisation de ces matériaux.

Bien que vous deviez prendre des précautions avec tous les types de thermoplastiques, seuls l'ABS et le HIPS contiennent du BPA à fortes doses.

L'une des raisons pour lesquelles le PETG est si populaire parmi les ustensiles liés à l'alimentation est qu'il est également sans BPA. Cela ne signifie pas nécessairement que vous pouvez imprimer avec ce thermoplastique et l'appliquer dans votre cuisine, car le processus d'impression 3D pose lui-même des problèmes qui peuvent ne pas être compatibles avec les aliments.

L'impression 3D est-elle sans danger pour les aliments ?

Certains matériaux utilisés dans l'impression 3d pourraient être considérés comme « sans danger pour les aliments » en raison de leur grande stabilité chimique, comme dans le cas du PETG ou du PLA, si les additifs qui sont introduits lors du processus de fabrication ne sont pas pris en compte.

Les substances agglomérantes ou les colorants artificiels pouvant être toxiques à certaines concentrations, chaque filament doit donc être étudié plus en profondeur. En l'absence d'informations à cet égard, aucun matériau ne peut être considéré comme "alimentairement sûr" tant que les études correspondantes n'ont pas été réalisées.

De plus, certaines pièces du système d'extrusion d'une imprimante 3D peuvent libérer de petites particules métalliques qui se retrouvent dans l'objet imprimé, altérant sa composition.

Un autre facteur à considérer est la stabilité des polymères exposés à des températures élevées. Les filaments considérés comme sûrs pourraient libérer des substances nocives lors d'une panne thermique. Pour cette raison, il n'est pas recommandé de consommer des boissons qui ont été stockées dans des récipients fabriqués avec l'impression 3D.

D'autre part, l'impression 3d FDM consiste en des couches de plastique d'une certaine épaisseur, qui peuvent avoir de petits trous et imperfections. À l'intérieur de ces cavités, de la nourriture et de l'humidité peuvent s'accumuler dans des endroits où l'objet ne peut pas être correctement nettoyé, créant un environnement idéal pour la croissance des bactéries. Si des objets imprimés en 3d sont utilisés en contact avec des aliments ou des boissons, ils ne doivent en aucun cas être réutilisés.

Une alternative qui pourrait résoudre ce problème consiste à effectuer un post-traitement qui élimine les fissures et remplit les espaces entre les couches de l'objet, avec une résine approuvée pour un usage alimentaire, mais aucune étude n'a encore été réalisée pour approuver l'utilisation de ce technologie ou méthodes dans l'alimentation.

Si vous souhaitez approfondir un peu ce sujet, vous pouvez consulter mon article sur la sécurité des filaments pour l'impression à l'emporte-pièce. Bien qu'il parle spécifiquement de ces ustensiles, les informations fournies ici peuvent être extrapolées en toute sécurité à d'autres utilisations.

Vous avez peut-être remarqué que nous n'avons parlé que des imprimantes FDM jusqu'à présent. Afin de ne pas exclure les membres de notre communauté SLA, passons en revue les considérations les plus pertinentes que vous devez garder à l'esprit lorsque vous utilisez cette technologie !

L'impression 3D avec SLA est-elle toxique ?

La technologie SLA est très différente du FDM. La stéréolithographie utilise une résine liquide comme matériau consommable, qui est durcie (durcie) par un laser. Le processus atteint une précision dimensionnelle beaucoup plus élevée que les imprimantes 3D conventionnelles, c'est pourquoi il est utilisé pour fabriquer des pièces plus détaillées ou des objets de très petite taille qui ne pourraient pas être fabriqués par FMD.

L'inconvénient de l'utilisation de cette technologie est la forte toxicité de la résine lorsqu'elle est à l'état liquide et lors du durcissement lors de l'impression. Au contact de la peau, il produit parfois une réaction d'irritation instantanée. Certaines personnes ne remarquent pas cette réaction pendant plusieurs jours. Si le contact est prolongé pendant une longue période, la peau peut développer des allergies ou même augmenter la sensibilité du corps à la résine ou aux rayons UV.

Des cas ont été signalés de personnes qui ont travaillé avec de la résine sans utiliser de protection pendant quelques années. Désormais, ils ne peuvent plus être en contact avec elle car même l'odeur de la résine leur donne mal à la tête.

Les résines d'impression 3d étant beaucoup plus toxiques que les filaments pour imprimantes FDM, leur utilisation doit être effectuée dans des environnements contrôlés où des mesures de sécurité supplémentaires sont établies. Des gants en latex et des lunettes de protection doivent toujours être portés lors de la manipulation de la résine liquide.

Le SLA est-il sûr pour les aliments ?

Une fois durcie, la résine devient dure et relativement stable. Cependant, avec une utilisation quotidienne, une pièce imprimée avec de la résine interagit avec des composés chimiques présents dans les aliments et peut libérer des substances toxiques. Pour cette raison, un niveau de sécurité optimal dans l'utilisation de ce matériau sur des objets en contact avec des aliments ne peut être garanti.

Il existe des résines à usage biomédical qui sont classées « biocompatibles », mais cette certification est donnée pour des usages très spécifiques en médecine et en dentisterie. Leur utilisation n'est pas recommandée dans des applications autres que celle d'origine pour laquelle ils ont été développés.

Une façon d'utiliser l'impression 3D SLA dans l'industrie alimentaire consiste à fabriquer des moules négatifs pour le formage sous vide. Avec ces moules, vous pouvez thermoformer des plastiques approuvés pour une utilisation avec des aliments. De cette façon, les aliments n'entrent pas en contact avec le moule en résine mais avec celui en plastique sûr.

L'impression 3D est toujours en cours d'analyse et des conclusions à long terme sur son impact sur la santé doivent encore être tirées. Tant que nous n'avons pas suffisamment d'informations, il est préférable de rester en sécurité et de prévenir les dommages en renforçant les mesures de sécurité.

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