3D프린터와 PLA, 인체에 유해할까?

안녕하세요. 공방나즌입니다.

지난번에는 희귀암에 걸린 고등학교 교사분의 사례를 통해 환기가 보장되지 않는 환경에서의 ABS 사용이 인체에 유해할 수 있다는 소식을 알아보았습니다. ABS 석유화합물로 만들어진 순수 플라스틱이기 때문에 어느 정도 예측할 수 있었다고 한다면 친환경 소재, 인체에 무해, 등의 키워드로 널리 알려져 있는 PLA(Poly Lactic Acid) 소재가 3D 프린팅의 작업 공정 하에서도 안전할 수 있을지에 대한 의문을 갖지 않을 수 없는 것 같습니다.

재료에 따라 3D프린팅 시 발생하는 화학물질에 대한 논문

이에 대한 답으로 2016년 발행된 논문의 내용을 간단하게 살펴보고자 합니다. 해당 논문은 <Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments>, Parham Azimi†, Dan Zhao†, Claire Pouzet†‡, Neil E. Crain§, and Brent Stephens*†, 2016입니다.

<Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments>

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해당 논문은 당시 미국에서 많이 사용되던 대표적인 프린터들(플래시포지, 드레멜, 메이커봇 등)로 다양한 재료들(ABS, PLA, HIPS 등)을 이용해 출력했을 때 3D프린터가 놓여있는 밀폐된 공간 안의 공기를 분석해 도출해낸 결과를 담고 있습니다. 위 그래프는 Y축이 출력 시 발생한 초미세입자의 방출량, X축이 출력 시 발생한 휘발성 유기화합물의 방출량으로 구성되어있습니다. 제가 빨갛게 동그라미 쳐 둔 부분(보라색 점들)이 ABS를 이용한 사례, 파랗게 동그라미 쳐 둔 부분(빨간색 점들)이 PLA를 이용한 사례입니다. 초미세입자, 휘발성 유기화합물의 방출량 모두 PLA를 이용한 사례가 현저히 낮다는 것을 확인 할 수 있는 논문이었습니다. 그래도 뭔가 유해한 성분들이 방출되기는 한다는 사실은 역시 그냥 넘어갈만한 부분은 아닌 것 같습니다.

그럼에도 조심해야 할 이유

옥수수를 원료로 한 친환경 PLA는 앞서 말한 것처럼 인체에 무해하다는 인식이 많이 퍼져있습니다. 하지만 PLA를 필라멘트로 변환하는 과정에서 몸에 유해할 수 있는 가소재와 안료가 들어가게 됩니다. 이런 것들이 포함 된 필라멘트에 200도에 달하는 열을 가해 녹이고 굳히며 프린팅을 한다면, 아무리 PLA 자체가 안전한 소재라고 하더라도 완전 무해할 수는 없을 것입니다. 더구나, 판매처가 불분명한 중국산 필라멘트에는 어떤 물질이 섞여 들어갔는지 알 수 없기 때문에 PLA라고 해도 우리의 건강을 담보하면서 사용하지는 말아야 할 것 같습니다. 그래서 3D 프린팅을 하지 말자는 것은 당연히 아니고, 되도록 더 안전한 재료를 믿을 수 있는 판매처에서 구매하고, 안전한 작업환경을 구축한 후 사용해야 하겠습니다. 챔버형 3D프린터들의 가치가 이런 공부를 하면서 더 와 닿게 느껴지는 것 같습니다. 저도 언젠가는 꼭!

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