3D 프린팅을 하다 보면 신기하면서도 매력적인 기술이라는 걸 금방 느끼게 된다. 하지만 3D 프린팅이 단순히 ‘재료를 녹여서 출력하는 과정’이라고 생각하면 큰 오산이다.
실제로 3D 프린팅 과정에서는 눈에 보이지 않는 다양한 유해물질과 입자가 발생한다. 만약 작업 환경이 적절히 관리되지 않으면 건강에 심각한 영향을 미칠 수도 있다. 특히 FDM, SLA, SLS 등 프린팅 방식에 따라 배출되는 유해물질이 다르기 때문에, 이에 대한 정확한 이해와 대비가 필수적이다.
그렇다면 3D 프린팅 작업 중 발생하는 유해물질은 어떤 것들이 있으며, 이를 어떻게 안전하게 관리해야 할까? 이번 글에서는 3D 프린팅과 관련된 유해물질을 분석하고, 실질적인 안전 대책까지 알아보도록 하자.
목차
1. 3D 프린팅 과정에서 발생하는 유해물질
3D 프린팅에서 발생하는 유해물질은 크게 휘발성 유기화합물(VOCs), 초미세먼지(UFPs), 독성 가스, 나노입자로 구분할 수 있다. 사용하는 프린팅 방식과 소재에 따라 배출되는 물질이 다르므로 이를 이해하는 것이 중요하다.
🔹 (1) 휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)
✅ 발생 원인:
- 필라멘트가 가열되면서 방출되는 휘발성 물질
- SLA 방식에서 레진이 경화될 때 발생하는 화학 증기
✅ 주요 유해물질:
- 스티렌 (Styrene): ABS 소재에서 발생, 두통과 어지러움을 유발
- 포름알데히드 (Formaldehyde): PLA, ABS에서 소량 방출, 장기간 노출 시 발암 가능성
- 벤젠, 톨루엔: 일부 특수 필라멘트에서 방출되며, 호흡기 및 신경계에 악영향
✅ 건강 위험:
- 두통, 어지러움, 호흡기 질환 유발 가능
- 장기간 노출 시 신경계 손상 및 발암 가능성 증가
💡 3D 프린팅 작업 공간은 반드시 환기가 필수적이다!
🔹 (2) 초미세먼지(UFPs, Ultrafine Particles)
✅ 발생 원인:
- 필라멘트가 녹아 증발하면서 미세한 플라스틱 입자가 공기 중에 떠다님
- 금속 및 분말 재료를 사용하는 SLS 방식에서도 발생
✅ 건강 위험:
- 입자가 작아 폐 깊숙이 침투 가능
- 호흡기 질환, 기관지염, 천식 유발 가능
- 장기간 노출 시 심혈관계 질환 위험 증가
💡 HEPA 필터가 장착된 공기청정기를 사용하면 초미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있다.
🔹 (3) 독성 가스 및 나노입자
✅ 발생 원인:
- SLA 방식에서 사용되는 액체 레진이 경화되면서 방출
- 금속 3D 프린팅(SLM, SLS)에서 금속 분말이 고온에서 반응하며 생성
✅ 주요 독성 물질:
- 이소시아네이트(Isocyanates): 일부 필라멘트 및 레진에서 발생, 피부 및 호흡기에 치명적
- 오존(O3): SLA 방식에서 레이저 조사 시 발생, 기관지 자극 가능
- 금속 산화물 나노입자: SLS, SLM 방식에서 발생하며 폐 손상 및 중금속 중독 위험
✅ 건강 위험:
- 호흡곤란, 피부 자극, 알레르기 유발 가능
- 폐 조직 손상 및 신경계 이상 가능
💡 SLA 방식은 반드시 밀폐된 공간에서 작업하고, 보호장비를 착용해야 한다!
2. 3D 프린팅 작업 시 유해물질을 줄이는 방법
3D 프린팅이 위험한 기술은 아니지만, 안전한 환경을 조성하는 것이 필수적이다. 다음과 같은 방법을 따르면 유해물질 노출을 효과적으로 줄일 수 있다.
✅ (1) 작업 공간 환기 필수
✔ 환기 팬 사용: 창문을 열어 공기를 순환시키거나 배기 팬을 활용
✔ 밀폐된 공간에서 출력 금지: 작은 방보다는 개방된 공간에서 작업
✔ 배기 필터가 장착된 3D 프린터 선택: 일부 산업용 3D 프린터에는 VOC 필터가 탑재됨
✅ (2) 공기청정기 사용 (HEPA 필터 장착)
✔ 초미세먼지를 걸러주는 HEPA 필터가 필수
✔ 활성탄 필터가 포함된 제품을 사용하면 VOC 제거에 효과적
✔ 출력 후 30분 이상 공기 정화 작업 진행
✅ (3) 보호장비 착용 (특히 SLA & SLS 방식)
✔ N95 또는 그 이상 등급의 마스크 착용
✔ SLA 프린팅 시 보호 장갑, 보안경 착용
✔ 금속 프린팅 시 방진 마스크 및 보호복 필수
✅ (4) 안전한 재료 선택
✔ PLA는 상대적으로 VOC 배출이 적은 안전한 소재
✔ 저가형 ABS 필라멘트보다는 안전 인증이 된 제품 사용
✔ 레진 사용 시, 저취(저휘발성) 제품 선택
✅ (5) 출력 후 후처리 시 주의
✔ SLA 프린팅 후 IPA(이소프로필 알코올) 세척 시 환기 필수
✔ 출력물을 자외선(UV) 경화 시킬 때 보호 장비 착용
✔ 후가공(사포질, 절단 등) 시 방진 마스크 착용
💡 작업 환경을 적절히 관리하면 3D 프린팅은 안전한 기술이 될 수 있다!
3D 프린팅을 안전하게 즐기자!
📌 3D 프린팅에서 발생하는 주요 유해물질
- VOCs(휘발성 유기화합물): ABS, SLA 레진 사용 시 방출됨 → 환기 필수
- 초미세먼지(UFPs): FDM 및 SLS 출력 중 발생 → 공기청정기 사용
- 독성 가스 및 나노입자: SLA 및 금속 3D 프린팅에서 배출됨 → 보호장비 착용 필수
📌 유해물질을 줄이는 방법
- 환기 강화 & HEPA 필터 사용
- 보호장비 착용 (마스크, 장갑, 보안경 등)
- 안전한 필라멘트 & 레진 선택
- 출력 후 후처리 작업 시 주의
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