3D打印机是一项革命性的技术，通过3D打印，人们可以实现快速、精确和定制化的制造。从简单的原型到复杂的零部件，甚至是整个产品。人们可以根据自己的需求和创意设计物体，并通过3D打印机将其变为现实。日前，科技巨头小米也加入了3D打印机的产品竞赛，推出了“米家3D打印机”，并在小米有品众筹首发。小编有幸拿到了这一款3D打印机，跟大家分享关于这款3D打印机在使用上的一些体验、问题和思考。
对于3D打印机不是那么了解的小伙伴，小编告诉大家，目前消费级3D打印机主要有两种技术流派：FDM（熔融沉积建模）和LCD（液晶光固化）。FDM技术使用热塑性材料，如PLA塑料，通过加热材料至熔化状态并逐层堆叠来打印物体。LCD技术使用光敏树脂，通过液晶屏幕上的紫外线光源逐层固化树脂来构建三维模型。
小米的3D打印机采用了LCD技术，具有较高的打印精度和相对低廉的成本。它的主要成型部件是一块LCD屏幕，由于不需要XY运动部件，成本较低。该打印机利用像素控制透光或不透光的方式，精确固化流动的树脂的特定区域，从而实现高精度打印。需要注意的是，根据小米在详情页上的描述，该屏幕的使用寿命较短。
图：FDM（熔融沉积建模，左侧）和光固化打印机（右侧）。图源：Formlabs
图：米家3D打印机技术原理
光就能让树脂固化，那可见光可不行，不然都无法保持树脂的流动！而紫外光是十分危险的！研究表明，暴露在紫外线下，特别米家3D打印机运作的400nm波段，它可以穿透更深的皮肤层，会导致皮肤损伤。这包括光老化、皮肤癌等，因为紫外线能够直接破坏细胞的DNA结构，造成DNA损伤。抛弃计量不谈都是耍流氓，但米家3D打印机为了将树脂后固化，使用的紫外光非常强，而且直接将紫外光源朝向用户放置（头图中竖向贯穿机器的圆点们就是强紫外光源）因此使用时需额外小心，一定要保持橙色罩子关闭的状态，尤其是需要避免小孩在一旁，万一小孩在固化过程中打开了橙色罩子，紫外会对眼睛等造成不可逆的损伤。——强烈建议小米标注限制使用的年龄！相较而言，使用热熔成型的3D打印机则没有这个问题，可以供小孩使用。
米家3D打印机（左），紫外灯可以直射用户带来辐照皮肤损伤，对比热熔成型打印机（右）小米有品上的另一个有防护门的3D打印机产品.
另外，米家3D打印机所使用的树脂材料会散发气味，即使已经密封，但打印过程中树脂还是会流入打印槽，因此会有气味，这一点米家3D打印机的详情页上已经有小字标明。但是，本着打破砂锅问到底的精神，笔者去查阅了相关文献，一查不知道，查了吓一跳，这个气味可能是有毒的气体，是对人体呼吸道有害的，因此，在使用中需要严格佩戴防护措施！
一项在美国环境保护署和西弗吉尼亚州国家职业安全与健康研究所等单位发表在权威SCI期刊JOURNAL OF OCCUPATIONAL AND ENVIRONMENTAL HYGIENE上的成果表明，桌面级光固化打印机散发的气味包括一些纳米级的颗粒，这些颗粒含有潜在的致癌物、敏化剂和活性金属以及羰基化合物蒸气——这是有光敏树脂本身的材料特性引起的，在固化过程中，会产生一系列的化学反应。而许多光敏和潜在有毒的材料被用作光引发剂，包括氧化锑、铜、锌和铁配合物，以及钛、铝和钡化合物。2020年的一项后续研究也证实了该发现。米家3D打印机仅说明材料本身通过RoHS认证，但是很多有毒物质的挥发可能是在打印过程中新产生的，因此还需要使用者倍加注意个人防护，尤其是不能让孩子吸入有毒气体！
图：研究人员对排放的粒子进行质谱分析的结果，图源：Stefaniak et al. 2019
最后需要注意的是，即使是“水洗树脂”，它也不能简单用水冲洗后直接排放下水道。因为树脂是由多种化工材料合成的，它远远超出了日常污水处理厂能处理的能力——其中所含的物质可能会对自然环境造成损害，包括在水体中形成团聚后的纳米颗粒。来自意大利和墨西哥的研究人员就证实了光固化打印件未妥善处理的清洗后液体会对环境带来损害，另外，英国的研究人员也发现了光敏树脂中引发剂、促进剂、抑制剂和光稳定剂等组分在反应后会带来对环境的危害物质。一个惯常的做法是送往专业的实验室废物处理部门，毕竟，要做保护环境的好公民！
树脂进下水道后可能进入自然环境最终被人类食用，图源：Rodríguez-Hernández et al.
因此，米家3D打印机在使用时要严格遵守使用规范，最好能佩戴防紫外线的眼镜和呼吸防护装置，并将处理过程中的污水妥善处置。也希望米家3D打印机能加强相关提示——3D打印机的普及仍然任重道远。即使米家3D打印机通过光固化原理实现了更好的打印效果，3D打印机的骨灰级玩家能够从中受益。但如果不是，身边没有专门的污水处理装置，或者家中有孩子，仍然不建议购买！可以考虑小米有品平台上其他的基于热熔堆积成型的3D打印机，拥有更安全的体验！
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