Toen ik mijn eerste printer in huis haalde, hield ik me vooral bezig met het kalibreren van de eerste laag en de temperatuur van het bed. Vandaag draaien er in mijn werkkamer meerdere machines tegelijk en ervaar ik de lucht eromheen heel anders. We kennen het allemaal. Je loopt een kamer binnen waar net geprint wordt en je ruikt die kenmerkende zoetige geur. Soms is het maar een vleugje, soms zware lucht waar je ogen vrij snel van gaan branden. We smelten plastic bij hoge temperaturen en er komt daarbij logischerwijs iets vrij. Dampen bij 3D-printen zijn een onderwerp dat veel printers negeren tot ze er hoofdpijn van krijgen. De vraag is dus duidelijk. Is het echt maar een onschuldig luchtje, of moeten we opletten?
Dit stuk is er niet op uit om iemand de stuipen op het lijf te jagen en zijn printer het raam uit te laten gooien. Ik print zelf dagelijks en ik ben zeker niet van plan daarmee te stoppen. Ik wil je wel een volstrekt realistisch beeld geven van wat er precies met de lucht in je werkplaats of werkkamer gebeurt. Zeker als je overweegt de printer dichter bij de woonruimte te zetten, is het goed te weten welke risico's de verschillende materialen met zich meebrengen en hoe je je ertegen beschermt. Er bestaat namelijk geen universele aanpak. Alles hangt af van wat je precies aan je extruder voert.
Wat er uit de printer vrijkomt
Zodra de printdraad de hete nozzle raakt, begint hij te smelten en van fase te veranderen. Bij dat proces ontsnapt niet alleen warmte. Er komen werkelijk twee heel verschillende dingen uit de printer, en die moeten we uit elkaar houden om te begrijpen hoe je je ertegen beschermt.
Ten eerste zijn dat vluchtige organische stoffen, waarvoor de Engelse afkorting VOC gangbaar is. Dat zijn precies de gassen die je met je neus ruikt. Het VOC-vraagstuk begeleidt het 3D-printen vanaf het allereerste begin. Juist deze gassen zijn er verantwoordelijk voor dat je ogen, neus of keel geïrriteerd raken als je langer bij de printer zit. Bij gevoeliger mensen veroorzaken ze heel snel hoofdpijn of misselijkheid.
Terwijl je VOC's ruikt en je lichaam je een duidelijk signaal geeft om te luchten, zijn ultrafijne deeltjes verraderlijker. Je ziet ze niet en je ruikt ze niet. Het zijn de zogenoemde UFP, van het Engelse ultrafine particles. We hebben het over vaste deeltjes met een grootte in de orde van 1 tot 100 nanometer. Ter illustratie: deze nanodeeltjes zijn zo extreem klein dat ze bij inademing niet op de slijmvliezen blijven hangen, maar diep in de longblaasjes doordringen. Van daaruit raakt het menselijk lichaam ze maar heel moeilijk kwijt en ze kunnen ook in de bloedbaan terechtkomen.
Hoeveel elk materiaal uitstoot
De belangrijkste variabele voor de hoeveelheid uitstoot is de temperatuur van de nozzle. De natuurkunde is daarin onverbiddelijk. Hoe heter je het materiaal smelt, hoe meer deeltjes en dampen er ontstaan. Het is uiteraard niet de enige factor, de chemische samenstelling speelt een enorme rol, maar temperatuur is de belangrijkste trigger. Laten we naar de concrete materialen kijken.
Het populaire PLA wordt geprint bij een relatief lage temperatuur van rond de 200 graden Celsius. Daardoor stoot het in totaal de minste emissies uit. PETG zit er ongeveer net zo bij, ook dat geldt als een materiaal met relatief lage uitstoot en het vormt bij gewoon thuisprinten een kleinere belasting. Daarmee houdt het goede nieuws in feite op.
Zodra je overstapt op technische kunststoffen, verandert de situatie dramatisch. Het oude vertrouwde ABS stoot enorme hoeveelheden deeltjes én vluchtige stoffen uit. Het modernere ASA, dat als UV-stabiel alternatief voor buitengebruik wordt ingezet, produceert weliswaar wat minder vaste deeltjes, maar stoot juist werkelijk massale hoeveelheden VOC's uit. ABS en ASA hebben één fundamenteel probleem gemeen: ze geven styreen af. Print je deze materialen in een niet-geventileerde ruimte, dan kan de styreenconcentratie heel snel de geldende gezondheidsgrenswaarden voor binnenruimtes overschrijden.
Nylon, oftewel het polyamide dat als PA wordt aangeduid, vraagt hoge printtemperaturen en stoot enorme hoeveelheden ultrafijne deeltjes uit. Aan de absolute top van de uitstootranglijst staat vervolgens polycarbonaat, oftewel PC. Dit materiaal hoort bij de allerhoogste uitstoters. Het wordt heel heet geprint, de nozzletemperaturen liggen rond de 300 graden Celsius, en de extreme hoeveelheid vrijkomende stoffen past daarbij.
Hier moet ik echter een heel belangrijke nuance toevoegen. Veel mensen denken dat PLA uit plantaardige grondstoffen wordt gemaakt en daarom volstrekt en volledig onschadelijk is. Sommige wetenschappelijke studies hebben echter iets tamelijk verrassends vastgesteld. Deeltjes die uit PLA vrijkomen, kunnen per eenheid massa paradoxaal genoeg giftiger zijn dan deeltjes uit ABS. Ja, je leest het goed. De redding bij PLA is dat het daarvan een volstrekt verwaarloosbare hoeveelheid in de lucht brengt vergeleken met technische kunststoffen. De bewering dat de uitstoot bij PLA nul is, is dus een erg onnauwkeurige versimpeling. Hij is laag, maar hij is niet nul.
Hoeveel uitstoot de afzonderlijke materialen geven
Relatieve vergelijking, een hogere balk betekent meer uitstoot. Doorslaggevend is vooral de temperatuur van de nozzle.
ABS en ASA geven bovendien styreen af, dat in een niet-geventileerde ruimte de gezondheidsgrenswaarden overschrijdt. De schaal is indicatief en dient om materialen onderling te vergelijken.
Hoe schadelijk is het voor de gezondheid
De vraag of 3D-printen schadelijk is voor de gezondheid heeft geen ja-of-nee-antwoord. We moeten onderscheid maken tussen effecten op korte en op lange termijn. Op korte termijn is het probleem de hoge concentratie vluchtige stoffen in een slecht geventileerde ruimte. Het resultaat zijn geïrriteerde ogen en een kriebelende neus en keel. Uit eigen ervaring weet ik dat als ik bij een lange ABS-print vergeet te luchten, er binnen een uur betrouwbaar een doffe hoofdpijn en lichte misselijkheid opkomen. Dat is een duidelijke reactie van het lichaam op de chemische cocktail in de lucht.
De belasting op lange termijn is een ingewikkelder onderwerp en nog altijd voorwerp van actief wetenschappelijk onderzoek. Hier zijn de ultrafijne deeltjes UFP de hoofdverdachte. Zoals gezegd zetten ze zich diep in de longen af en het lichaam breekt ze slecht af. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties nanodeeltjes is in het algemeen niet goed voor het hart- en vaatstelsel of de luchtwegen. Bijzondere aandacht gaat vervolgens uit naar styreen, dat uit ABS en ASA ontsnapt. Het is verreweg de meest gemonitorde stof in onze branche, omdat het aantoonbaar de slijmvliezen irriteert en bij langdurige blootstelling boven de toegestane grenswaarden giftige effecten op het zenuwstelsel heeft.
Helpen een gesloten printer en een filter?
Als printers dit allemaal te weten komen, gaan ze meestal op zoek naar een snelle oplossing. Dat lijkt de aanschaf van een volledig omkaste printer te zijn. Gesloten printers, zoals de populaire Bambu Lab en veel andere modellen op de markt, hebben vaak al af fabriek een actiefkoolfilter ingebouwd. Op papier klinkt dat volstrekt geweldig, maar de praktijk ligt wat ingewikkelder.
Actieve kool werkt op basis van adsorptie. Ze vangt een deel van de vluchtige organische stoffen weg en is absoluut uitstekend in het onderdrukken van geur. Het fundamentele probleem is dat kool de ultrafijne deeltjes UFP helemaal niet afvangt. Die gaan er volstrekt ongehinderd doorheen. Om vaste deeltjes weg te filteren is namelijk een HEPA-filter noodzakelijk, en dat ontbreekt bij heel veel printers in de basisuitrusting. Actieve kool alleen lost dus maar de helft van het probleem op.
Nog een addertje zit in de levensduur. Het koolfilter raakt bij gebruik geleidelijk verzadigd. Het heeft geen bodemloze capaciteit. Zodra het zijn limiet bereikt, houdt het op te werken en laat het de gassen verder de kamer in. Hier geldt een eenvoudige en zeer betrouwbare vuistregel. Zodra je de print duidelijk ook buiten de gesloten printer ruikt, is de kool al verzadigd. Op dat moment adem je al ongefilterde VOC's in. Het advies is daarom het filter na ongeveer drie tot zes maanden actief printen te vervangen.
We mogen ook niet vergeten hoe de lucht in de kast eigenlijk circuleert. In de overgrote meerderheid van gesloten printers wordt de lucht via het filter alleen binnen de kamer rondgepompt. Het is geen afvoer naar buiten het gebouw en het vervangt zeker niet het luchten van de ruimte. De gesloten kamer van een printer dient in de eerste plaats om de temperatuur rond de print stabiel te houden en zo vervelende warping, dus kromtrekken en loslaten van het plastic van het bed, te voorkomen. Gezondheidsbescherming is vaak maar een bijeffect, en niet altijd perfect opgelost.
Wat een koolfilter wel en niet aankan
Actieve kool (in gesloten printers en in externe sets) heeft duidelijke fysische grenzen.
Hoe je je beschermt: ventilatie en filtratie
Wil je echt schone lucht, dan moet je het heft in eigen hand nemen. Er bestaan aanzienlijk betere oplossingen dan alleen vertrouwen op het standaard koolsponsje. Echt effectieve afzuiging van een 3D-printer vraagt om een systeemaanpak.
Een flinke stap vooruit is het monteren van een upgradeset die een goed HEPA-filter van klasse 13 of 14 combineert met een royale hoeveelheid actieve kool. Nog beter is het toevoegen van een externe afzuiging die de lucht via die filters uit de printer wegvoert. Zo'n combinatie vangt tot 99,95 procent van alle ultrafijne deeltjes en vluchtige stoffen af. In onafhankelijke tests wisten deze opstellingen de concentraties schadelijke stoffen in de ruimte tot vier keer te verlagen. Onthoud het hoofdprincipe. Alleen de combinatie van een HEPA-filter voor vaste deeltjes plus actieve kool voor vluchtige gassen dekt beide af. HEPA vangt op zichzelf geen VOC's af en kool houdt op zichzelf geen deeltjes tegen.
Praktische adviezen per materiaal
De theorie hebben we gehad, laten we zeggen wat dit voor je dagelijkse praktijk betekent. De grootste en tegelijk allergoedkoopste knop om de dampen bij jou thuis te verlagen, is de keuze van het materiaal zelf en de lagere nozzletemperatuur die daarbij hoort. Als je van het eindstuk niet uitdrukkelijk hoge mechanische sterkte of warmtebestendigheid vraagt, print dan met materialen die bij lagere temperaturen smelten.
Grijp je naar een goed PLA, dan is het risico in een fatsoenlijk geventileerde ruimte werkelijk laag. Je kunt gewoon bij de printer werken en het volstaat om af en toe een raam open te zetten. Heel vergelijkbaar is PETG, het ideale compromis voor functionele onderdelen zonder dat je een afzuiglaboratorium hoeft te bouwen.
Bij technische filamenten ligt het volstrekt anders. ABS, ASA, polycarbonaat en nylon horen zonder discussie in een gesloten printer met actieve filtratie. Bij deze materialen is afzuiging absoluut cruciaal, idealiter met directe afvoer van de lucht naar buiten via een raam of op zijn minst naar een permanent onbewoonde ruimte. De gouden regel is duidelijk. Print ABS en ASA nooit in een bewoonde, niet-geventileerde ruimte waar je op dat moment zelf verblijft.
Wil je thuis het allerbetrouwbaarste systeem, schaf dan een gesloten printer aan, vul die aan met stevige filtratie die HEPA en kool combineert en zet in de ruimte zelf een goede luchtreiniger. En vergeet natuurlijk niet regelmatig fysiek te luchten. Het echt cruciale advies aan het eind van dit blok luidt: zet de printer nooit in de slaapkamer. De plek waar je de hele nacht slaapt, moet schoon blijven.
Welke maatregelen bij welk materiaal
| Materiaal | Uitstoot | Wat te doen |
|---|---|---|
| PLA / PETG | laag | Een fatsoenlijk geventileerde ruimte volstaat. Een gesloten kamer met filter is een bonus tegen geurtjes. |
| ABS / ASA | hoog | Gesloten kamer + actieve filtratie + afvoer naar buiten. Vanwege styreen nooit in een bewoonde, niet-geventileerde ruimte. |
| Nylon (PA) / PC | hoog | Gesloten kamer + HEPA en kool + afzuiging. Geven veel deeltjes af. |
De goedkoopste bescherming is de materiaalkeuze. Heb je geen sterkte nodig, print dan in PLA of PETG.
Slot
De dampen van onze hobby moet je niet onderschatten, maar er is ook geen reden om in paniek te raken en je spullen te verkopen. Het gaat er alleen om met gezond verstand te printen. Steek je een nieuwe spoel in de extruder, realiseer je dan welke temperatuur je erop loslaat. Met een hogere temperatuur groeit je verantwoordelijkheid voor wat je in de ruimte inademt. Een raam openzetten is het minste wat je voor jezelf kunt doen. En plan je lange prints in technische materialen, beschouw goede filtratie en afzuiging dan als een even belangrijk onderdeel van je uitrusting als een goed printbed of een stalen nozzle.
Veelgestelde vragen
Is 3D-printen schadelijk voor de gezondheid?
Dat hangt af van het materiaal en de ventilatie. Op korte termijn kunnen dampen hoofdpijn veroorzaken en ogen of neus irriteren. Langdurig nanodeeltjes en vluchtige stoffen inademen in een niet-geventileerde ruimte is niet goed voor de gezondheid. Bij goede afzuiging en een goede materiaalkeuze is het risico echter minimaal.
Welk filament geeft de minste dampen af?
De laagste uitstoot geeft PLA, omdat het bij een vrij lage temperatuur van rond de 200 graden Celsius wordt geprint. Ook PETG is relatief veilig en emissiearm. Ook daarbij ontstaan echter nanodeeltjes, zij het in kleine hoeveelheden.
Helpt een gesloten printer met koolfilter?
Die helpt geuren en een deel van de vluchtige stoffen af te vangen, maar vangt de gevaarlijke ultrafijne deeltjes niet af. Om die te verwijderen is een HEPA-filter nodig. Het koolfilter raakt bovendien na verloop van tijd verzadigd en moet regelmatig worden vervangen.
Moet ik luchten als ik PLA print?
Ja, ook al vormt PLA een heel laag risico, het geeft nog steeds een kleine hoeveelheid deeltjes en vluchtige stoffen af. Normaal luchten door een raam in de ruimte open te zetten is een volstrekt afdoende preventie.
Mag ik een 3D-printer in de slaapkamer of woonkamer zetten?
In de slaapkamer hoort een printer beslist niet thuis. De hele nacht tijdens je slaap dampen inademen is ook bij PLA onverstandig. In de woonkamer kan het alleen met emissiearme materialen en op voorwaarde dat je regelmatig en grondig lucht.