买3D打印机前必看，那股“塑料味”到底安全吗？

每一种技术在真正进入家庭之前，都要过同一道关。

微波炉刚出现的时候，人们担心辐射。不粘锅普及的那些年，关于涂层是否有毒的争论从未停止。

还有洗碗机、空气炸锅、扫地机器人等等，每一个从“新鲜玩意儿”变成“家里标配”的东西，都经历过一段被审视、被怀疑、被反复追问“安不安全”的过程。

现在，轮到3D打印机了。

近几年，3D打印机的价格和操作门槛都在快速下降。越来越多的家庭开始用它打印玩具、教具或者各种小物件。周末陪孩子3D打印个小手工，寓教于乐。

一个朋友跟我说，她就一直想给孩子买台3D打印机。孩子班上好几个同学家里都有了，眼馋得不行。她也觉得好，比起玩手机，让孩子做点东西，总归是不错的。

但她迟迟没下单。

“上网查了一圈，有人说打印时味道大，还有人说塑料加热有毒。”她说，“说法太多了，分不清真假。一想到孩子在旁边闻着味儿，打出来的东西还要拿手里玩，就觉得不太放心。”

这种犹豫肯定不是个例。

3D打印机对于大部分家庭来说，仍然是个新鲜事物。对其的各种疑问，都是情理之中。

“3D打印是否安全”这一问题过于笼统。不同的技术路线、不同的耗材种类、不同的使用环境，其实不能混为一谈。

不过，首先要给家长们吃一颗定心丸，3D打印的风险是可控的，关键在于选对材料、用对方法。

关于家用3D打印机，其实我们担心的有三件事：打印的耗材里面，加了什么？打印的时候，放出了什么？打出来的东西，孩子能不能碰？

接下来我们把问题拆开，一个一个理清楚。

一台典型的家用3D打印机丨拓竹官网

大家担心的风险在哪里？

耗材里面，到底加了什么？

首先，家用3D打印主要有两类技术路线，分别是光固化和熔融沉积（FDM）。

光固化打印机往往要配上盛装各种液体的瓶瓶罐罐。因为，所谓的“光固化”是用紫外光照射液态树脂，来逐层固化堆积，制成具体物品。

这其中所用到的液态树脂，主要成分是丙烯酸酯类单体，在未固化状态下会持续挥发刺激性气体。它的刺激强度有点像未干透的油漆或新装修的房屋，就是你能明显闻到那股“化学味”，所以，在使用中最好戴上手套和口罩等保护措施。

当今市面上主流的家用光固化打印机多为封闭式设计，树脂槽放在机器内部，相比早期的开放式方案，液体暴露的风险已大大降低，但也不太建议儿童独立操作。

目前大多数家庭购买的机器，走的是FDM路线。这类机器工作时，会把一根固体塑料线材加热融化，像挤奶油一样一层层堆出形状，原理简单，操作也直观。

所以，问题具体到了，作为耗材的这根塑料线里，究竟有什么？

即便都叫做FDM耗材，但打印中使用到的材料多种多样。PLA、ABS、PETG、ASA等等，这些名字一一罗列，难免让人眼花缭乱，它们都有各自的特点。

比如ABS，是一种很常见的工程塑料，打印温度通常在230到260℃之间，打印时气味就比较明显。

与之相比，PLA（聚乳酸）的打印温度一般在190到220℃，气味轻得多。因为PLA的核心成分来源于玉米、甘蔗等植物中的糖分发酵得到乳酸，再聚合而成，和你在奶茶店用的可降解吸管属同一类材料。很多食品和药片的包装也常用到PLA。在各类FDM耗材里，它一直被认为是对家庭环境比较友好的选择。

PLA耗材生产示意图

不过这里有个容易被忽略的事实，同样包装上印着“PLA”的耗材，里面的东西可能差别很大。

一卷PLA线材，除了聚乳酸本身，厂家通常还会加入色母粒、增韧剂、润滑剂、稳定剂等各种辅料。好比一块面包，面粉只是基础，你吃下去的还有配料表上那一长串小字。

比如增塑剂。PLA本身柔韧性不够，有些厂家会加增塑剂来改善性能。安全品种（如食品包装常用的柠檬酸酯类）没问题，但传统增塑剂中有一类叫邻苯二甲酸酯，属于内分泌干扰物，长期接触可能影响儿童发育，欧盟早已在玩具中严格限制。如果耗材用了成本更低、来源不清的品种，安全性就要打问号。

再比如配方中无机粉体的含量越高，打印时颗粒物排放往往越大；而有些不耐高温的助剂，在加工温度下更容易分解产生有害气体。

对于这林林总总的辅料，有的品牌会把配方公开，有的则完全不告诉你加了什么。行业里的一些“小作坊”也存在使用回收料或来源不明原料的情况，这类产品的成分就很难说了。

所以，打印线材的配方是否透明，直接关系到我们能否分辨其中的安全隐患。

遗憾的是，目前3D打印耗材还没有统一的强制准入门槛，不像塑料玩具行业已经建立了完整的法规体系。判断一款耗材是否安全，很大程度上要靠品牌自身的信息披露和第三方认证。

打印的时候，会释放出什么？

这个问题跟第一个问题是连在一起的。

任何塑料加热都会释放微量的挥发性有机物（VOCs）和超细颗粒物（UFPs）。这不是3D打印独有的，就连炒菜、点蜡烛、用激光打印机都会释放一些物质。

3D打印过程中潜在的排放物

传统的塑料制品，注塑等环节在工厂完成，会有相对完善的排风等保护措施；家用3D打印不同，你的房间就是加工厂，那么事情就得严肃看待了。

从机理上说，打印时产生的超细颗粒物，主要是塑料在高温下裂解形成的微小碎屑，尺寸可能不到头发丝直径的千分之一。这些颗粒物因尺寸极小，容易随呼吸进入呼吸道深处，成为健康隐患。

与此同时，耗材中的部分有机物受热后会以气态形式挥发出来，形成VOCs。我们常听说的甲醛就是其中的典型代表，此外，还可能包括苯乙烯、乙苯等物质，它们会刺激呼吸道，甚至存在致癌风险。

在家进行3D打印，这些排放物是否构成危害，主要取决于用的什么材料以及打印温度有多高。

以典型的ABS材料为例，其打印温度可达230～260℃，加热时会释放出苯乙烯等刺激性气体，超细颗粒物的排放速率也很高，因此使用ABS时务必注意通风。而PLA的打印温度较低（190～220℃），产生的超细颗粒物要少得多，气味也轻得多。不过，打印PLA时你仍然能闻到一些味道。

而说到气味，很多人第一反应是“会不会是甲醛”。 并不是，实际上，PLA加热时的气味主要来自丙交酯，这是PLA本身降解的天然产物，它性质相对温和。它如果进入体内或生物环境中，会逐步水解为乳酸。而乳酸本就是人体天然代谢产物，也是酸奶、泡菜中的常见成分。

当然，如果耗材配方中含有不耐高温的助剂，高温下也可能分解出其他挥发物，这就回到了前面说的“配方透明”的重要性。总之，有气味不等于有毒，关键还是看具体成分和浓度。

不过，PLA虽然排放低，但如果在小房间里关着门连续打好几个小时，东西还是会累积。所以不管用什么材料，打印时保持通风，永远是成本最低也最有效的一招。

打出来的东西，孩子能不能碰？

我们经过了耗材选取、打印物件并且固化完成，现在得到了一个自己的作品。那么，这个小玩意，对于孩子安全吗？

一般而言，固化之后的打印件，主体材料是稳定的。但如果孩子长时间握在手里甚至放嘴边，那可能就要关注材料中的某些物质或元素，在接触过程中是否会慢慢析出。就像一堵刷了漆的墙，干了之后摸一下没事，但如果每天拿脸贴上去蹭，你就得看看那层漆到底用的什么料了。

欧盟EN 71-3玩具安全标准和食品接触法规EU No.10/2011，测的就是这些。通过了这些认证的耗材，在化学稳定性上就达到了儿童可日常接触的标准。

普通摆件、收纳盒这类东西问题不大。但涉及孩子频繁接触或食品接触的场景，耗材有没有通过对应认证，就是一个值得认真看的事情了。

当然，有些打印的物件可能边缘比较锋利，有划伤皮肤隐患；有些小零件也要防止孩子吞咽，这些常规防护绝对不能忽视。

那么具体该怎么选？

说了这么多，还是要落到实际操作上。如果你此时就有采购计划，那么该怎么办？

总结来看，我们选择家用3D打印耗材，抓住几个要点就够了。

主要就是看配方公不公开、有没有独立第三方认证（UL GREENGUARD测室内空气质量、EN 71-3管玩具接触、EU No.10/2011管食品接触）、排放实测数据能不能查到、以及耗材和设备的参数是否匹配。前三条帮你判断材料本身靠不靠谱，最后一条防止因为温度设错导致过热糊料，反而增加不必要的排放。

举个具体例子，如拓竹最近推出的“纯净PLA”，把原料从常规PLA的8到10种压缩到只有5种，而且配方全公开。这5种原料都是食品领域的常见材料，包括来自玉米和甘蔗的聚乳酸，以及其他几种常见于儿童玩具、食品保鲜膜的组分。

典型的PLA打印耗材

据资料显示，这个配方是用了耐高温的聚合物改性剂替代了传统增塑剂，并采用食品级色母排除重金属颜料，还引入了高熔点的润滑剂替代传统助剂，这些确保了材料在高温挤出时不分解、少排放。同时，对配方中无机粉体的用量也进行了严格控制。总体而言就是既降低颗粒物排放，也减少有害气体。

检测方式上，行业惯例是把成品整体送检看总体结果，纯净PLA则是逐一筛选，每种原料单独必须符合欧盟食品接触“正面清单”，才会被纳入配方。就如同，不是房子盖完再验收，而是每块砖进场前就先过检，施工过程中随时抽查，完工之后再整体验收一遍。

纯净PLA同时拿到了三项认证，包括UL GREENGUARD在开放式打印机上测试空气质量，长时间打印PM2.5比点一支香薰蜡烛还低；EN 71-3测打印件化学迁移，达到儿童日常接触标准；EU食品接触测试验证配方成分均在认可清单内，可安全接触常温固体食物。

值得一提的是，食品接触测试中，行业常规做法是只送检线材本身。但线材从“一根塑料丝”变成“你手里的成品”，中间经历了高温熔融和挤出，这个过程是否会带来变化？

对此，纯净PLA的做法是，不仅测线材，还把打印出来的成品件一起送检，两项都要达标才行。道理也很简单，毕竟用户最终拿在手里的是成品，而不是线材。

最后回到家长们最常问的那些具体问题：

能放孩子房间吗？

可以，打印时开窗通风就行。如果要过夜打印，别在同一个密闭房间睡觉。实在担心建议放在通风的走廊。

打印时有味道怎么回事？

有味道不等于有害，关键看浓度和成分。PLA加热时的气味主要来自相对温和的降解产物，甚至会有一点甜味，有用户开玩笑说清理喷嘴时“被焦糖香味吸引住，于是点了个外卖”。如果感觉味道明显，增加通风始终是简单而有效的做法。

孩子能碰打印件吗？

用了通过玩具安全认证的耗材，正常握持把玩没问题。而且，耗材通过食品接触认证、打印过程洁净（新喷嘴、干净打印板、无交叉污染），接触常温固体食物可以。但层纹容易藏污纳垢，不适合长期当餐具，偶尔装个饼干放个水果没问题。

每种真正融入家庭的技术，最终都要回答同一个问题，能放心让它待在孩子身边吗？

3D打印正走在回答这个问题的路上。

好消息是，它不需要你成为化学家或材料工程师。选耗材看成分和认证，打印时注意通风，涉及孩子和食物选对应认证的材料，做到这些基本要素，就能做出相对安全的选择。

当然没有任何材料能够宣称“绝对安全”，但它的成分是什么、认证过了哪些、排放多少、适用场景有什么限制，都最好摊开来讲，让用户可以自行判断。

技术走进家庭的故事，最终都不是关于技术多先进，而是关于我们能否信任。

参考文献

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[3]Wojtyła, S.; Klama, P.; Baran, T. Is 3D Printing Safe? Analysis of the Thermal Treatment of Thermoplastics: ABS, PLA, PET, and Nylon. J. Occup. Environ. Hyg. 2017, 14 (6), D80-D85.