小米推出3D打印機，米家3D打印機購買前必看

3D打印機在人們的生活中發(fā)揮著巨大的作用，無論是在科研實驗室還是家庭工作室，它們以驚人的速度改變著我們的世界。最近，科技巨頭小米也加入了這一領(lǐng)域，推出了一款全新的"米家3D打印機"，并通過小米有品進行眾籌首發(fā)。這款產(chǎn)品設(shè)計簡約，功能齊全。本文將總結(jié)購買和使用米家3D打印機時需要注意的一些事項，并與大家分享。

對于對3D打印機不太熟悉的朋友們，我想向大家介紹一下。消費級3D打印機目前主要采用兩種技術(shù)流派：FDM（熔融沉積建模）和LCD（液晶光固化）。FDM技術(shù)使用熱塑性材料（如PLA塑料），通過加熱材料使其熔化，并逐層堆疊以創(chuàng)建復雜的物體。而LCD技術(shù)則使用光敏樹脂，通過液晶屏幕上的紫外線光源逐層固化樹脂，逐漸構(gòu)建出三維模型。米家3D打印機采用的是LCD技術(shù)，利用紫外光來固化光敏樹脂。

此外，米家3D打印機創(chuàng)新地將后固化過程整合到了打印機中。所謂后固化過程是指在3D打印完成后使用強力紫外燈來增加零件的強度。傳統(tǒng)上，在使用液晶光固化技術(shù)的3D打印機時，完成打印后需要將打印出來的模型轉(zhuǎn)移到獨立的固化機中進行后固化處理。這需要額外的設(shè)備和空間，并增加了操作的復雜性。然而，米家3D打印機將紫外后固化過程集成到了打印機本身，使得用戶在打印完成后可以直接進行后固化處理，而無需額外購買設(shè)備。這簡化了整個打印流程，提高了使用的便利性。在下圖中，圓點表示紫外光源，直接面向用戶設(shè)置。因此，在使用時用戶需要格外小心，確保橙色罩子處于關(guān)閉狀態(tài)。同時，請務(wù)必注意需要佩戴防護紫外線的眼鏡。這是因為，紫外光具有一定的危害性。長時間暴露在紫外線下，特別是米家3D打印機使用的波長為400納米的紫外線，可能對人體產(chǎn)生不良影響。研究表明，紫外線能夠穿透皮膚較深層，導致皮膚損傷，如光老化和皮膚癌等。這是因為紫外線能夠直接破壞細胞的DNA結(jié)構(gòu)，引起DNA損傷。特別是要避免小孩子接近設(shè)備，因為如果小孩在固化過程中打開了橙色罩子，紫外線可能對他們的眼睛等造成不可逆的損傷。鑒于這一點，強烈建議小米在產(chǎn)品上標注年齡限制，以提醒用戶。

米家3D打印機（左），紫外燈可以直射用戶帶來輻照皮膚損傷，對比熱熔成型打印機（右）

另外，我們還非常建議客戶佩戴防護手套操作3D打印機，因為米家3D打印機采用的樹脂材料對皮膚有刺激性，可能產(chǎn)生刺激性皮炎。光固化樹脂由于采用多組分工業(yè)合成的方式制得，其中一些工業(yè)原料，包括粘合劑中可能包括丙烯酸酯等免疫增敏劑，還有光引發(fā)劑可能含有的重金屬，都可能引發(fā)皮膚不適。在學術(shù)界，已經(jīng)有大量的研究報道操作光固化樹脂導致皮炎的案例。

基于光固化樹脂中的組分，我們還建議客戶準備呼吸防護裝置，如口罩或防毒面具。因為米家3D打印機采用的樹脂會釋放一些氣體。在詳情頁中，米家指出“使用時會有正常的樹脂氣味”，但是，這個“正常氣味”實際上可能包含有毒氣體。這是因為光敏樹脂本身的材料特性導致在固化過程中，會產(chǎn)生一系列的化學反應。在光敏樹脂中，許多對光敏感的、潛在有毒的材料被用作光引發(fā)劑，包括氧化銻、銅、鋅和鐵配合物，以及鈦、鋁和鋇化合物。根據(jù)在美國環(huán)境保護署和西弗吉尼亞州國家職業(yè)安全與健康研究所等單位2019年發(fā)表在權(quán)威SCI期刊《職業(yè)與環(huán)境衛(wèi)生雜志》和2022年發(fā)表在《毒理學與環(huán)境健康雜志》上的研究成果，桌面級光固化打印機散發(fā)的氣味可能含有一些納米級顆粒。這些顆?？赡芎袧撛诘闹掳┪?、敏化劑、活性金屬和羰基化合物蒸汽，對人類的呼吸道是有害的。

另外，一項2022年發(fā)表在權(quán)威SCI期刊《ACS Chemical Health & Safety》的最新研究揭示了很多散發(fā)氣味的物質(zhì)是在光固化的化學反應中產(chǎn)生的，而且其產(chǎn)生有害氣體的量大于熱熔堆積原理的3D打印機。因此，盡管米家3D打印機聲稱其材料本身通過RoHS認證，但這不意味著在打印過程中不可能有新的有毒物質(zhì)揮發(fā)，許多樹脂成分，如丙烯酸酯（甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸等）和羰基（如丙酮）仍然會揮發(fā)。因此，使用者在操作時需要格外注意個人防護措施，尤其是要確保孩子不會吸入有毒氣體。

圖：研究人員在測試桌面級光固化3D打印機排放的各種物質(zhì)（保持罩子關(guān)閉） 圖源：Zhang et al《Emissions and Chemical Exposure Potentials from Stereolithography Vat Polymerization 3D Printing and Post-processing Units》

圖源：Bowers et al 《Potential for Exposure to Particles and Gases throughout Vat Photopolymerization Additive Manufacturing Processes》

最后，即使是所謂的"水洗樹脂"，在清洗過程中也不能簡單地將廢液直接排放到下水道中。水洗樹脂中的成分通常包含有機物和化學物質(zhì)，這些成分超出了一般污水處理廠的處理能力。如果未經(jīng)妥善處理，樹脂清洗液可能對環(huán)境造成嚴重的損害，包括生成納米顆粒和釋放有害物質(zhì)。

我們建議用戶準備防紫外線的眼鏡和呼吸防護裝置，如口罩或防毒面具，還有手套，并將處理過程中的污水妥善處置。如果你是3D打印的骨灰級玩家，并且具備一定的安全意識和操作技能，家附近有妥善的排污處理裝置，米家3D打印機可以是一個不錯的選擇。或者，也可以考慮其他平臺上的基于熱熔堆積成型的3D打印機。