近年来，3D打印技术作为一种创新制造方式，迅速渗透到工业生产、教育以及家庭应用中。然而，随着其普及，关于3D打印过程所释放的气体和微小颗粒对人体健康可能造成的影响问题逐渐引起环境保护部门的关注。美国环保署（EPA）针对3D打印过程中产生的挥发性有机化合物（VOCs）和超细颗粒物开展了一系列系统研究，揭示了这些排放物对人体特别是呼吸健康方面的潜在风险。3D打印使用的“墨水”其实就是热塑性塑料丝材，通常将其加热融化后逐层堆积形成三维物体。常见的丝材有两种：聚乳酸（PLA）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。PLA是一种源自可再生资源如玉米淀粉的生物降解材料，倡导环境友好和减少温室气体排放。
而ABS则是石油化工产品，因其出色的耐化学性被工业广泛采用。环保署的研究表明，不同类型的丝材在打印过程中会释放量不等的可吸入颗粒。尤其是直径在1至100纳米范围内的超细颗粒物能够深入呼吸系统更深处，甚至进入肺泡，这些微粒比较大粒子更难以被人体自然排除，可能引发或加剧呼吸道疾病。此外，随着技术发展，越来越多用户采用丝材挤出机自行制作打印耗材，这一过程中同样会导致超细颗粒排放。环保署的调查指出挤出机产生的超细颗粒排放水平与传统3D打印类似，但伴随特殊添加剂如金属颗粒和含金属阻燃剂的使用，用户暴露于潜在有害物质的风险进一步上升。尤其令人担忧的是，3D打印已被广泛应用于教育领域，许多儿童和青少年因此处于反复接触这类排放物的环境中。
现有关于3D打印排放对呼吸健康影响的研究主要集中在成年人，缺乏对未成年群体的系统研究。鉴于儿童的呼吸系统尚在发育阶段，且对环境污染物的敏感度更高，他们可能更易受到超细颗粒物的伤害。环保署采用多路径颗粒剂量模型（MPPD v3.04）模拟了不同年龄儿童从婴儿到十八岁在呼吸道各种区域的颗粒沉积情况，发现九至十八岁的青少年肺部的颗粒沉积质量最高。结果凸显了控制学校、图书馆等密闭空间内3D打印排放的重要性。面对潜在健康威胁，国家职业安全卫生研究所（NIOSH）建议采取多重防护措施降低用户暴露风险。首先，尽量选用低排放材料以减少有害气体和颗粒产生。
其次，为打印设备配备适当的密封罩和有效通风系统，以净化空气中的有害物质。此外，减少在打印机运作时的停留时间，也是保护自身健康的关键。除了上述实用建议，公众提升对3D打印排放风险的认知也极为重要。教育机构和家庭用户应严格遵循操作规范，并定期查看相关安全指引。环保署与多个科研机构持续推进纳米材料及新兴技术领域的安全研究，力图通过科学数据为政策制定和安全标准提供依据。未来，随着技术革新以及公益倡导，预期3D打印设备制造商将更加注重环保设计，减少危害物排放，促进产业可持续发展。
在当前阶段，用户自身的健康保护意识尤为重要。正确选择打印材料、合理配置通风环境以及掌握科学使用方法，将有效缓解3D打印带来的空气质量问题。只有多方协同努力，方能在享受3D打印技术便利的同时，保障公众特别是儿童青少年的身心健康，迈向绿色、健康的智能制造新时代。
