Technologie przyrostowe w kontekście zastosowań przemysłowych druku 3D

• Autorzy: Chojnacka-Puchta Luiza , Sawicka Dorota , Dobrzyńska Elżbieta

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.2.8

Warianty tytułu

EN

Additive technologies in the context of industrial applications of 3D printing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono rodzaje technologii przyrostowych, potocznie zwanych drukiem 3D, których zastosowanie przemysłowe charakteryzuje się dynamicznym wzrostem. Szczególną uwagę poświęcono obecnemu wykorzystaniu technologii addytywnych w zakładach produkcyjnych, aktualnej wartości druku 3D na rynkach konsumenckich (ok. 18 mld USD w 2023 r. na rynku globalnym), a także podkreślono możliwości recyklingu materiałów wykorzystywanych w druku 3D. Zwrócono uwagę na potencjalne zagrożenia dla użytkowników druku związane ze stosowaniem różnego rodzaju materiałów.

EN

A review, with 67 refs., of the types of additive technologies, their application areas, and the current value of 3D printing in consumer market. Particular attention was paid to the use of additive technologies in manufacturing plants, and to the environmental risks and recycling possibilities of materials used in 3D printing. The safety of materials used in 3D printing was also discussed. Potential risks to printer users associated with the use of different types of materials that can cause emissions of volatile organic compounds (VOCs) and particulate matter were highlighted.

Słowa kluczowe

PL

drukarki 3D; stereolitografia; emisje; produkcja addytywna; toksyczność materiałów; lotne związki organiczne

EN

3D printers; stereolithography; emissions; additive manufacturing; toxicity of materials; volatile organic compounds

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 2
• Strony: 262--269
• Opis fizyczny: Bibliogr. 67 poz.

Twórcy

autor

Chojnacka-Puchta Luiza

• Zakład Zagrożeń Chemicznych, Pyłowych i Biologicznych, Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-3598-3719

autor

Sawicka Dorota

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-7096-5965

autor

Dobrzyńska Elżbieta

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-1595-9663

Bibliografia

• [1] S. Inayath Basha, A. Ur Rehman, M. A. Aziz, J. H. Kim, Chem. Rec. 2023, 23, nr 4, e202200293, doi: 10.1002/tcr.202200293.
• [2] E. Gkartzou, K. Zafeiris, C. Tsirogiannis, A. Pedreira, A. Rodríguez, P. Romero-Rodriguez, G. P. Gakis, T. Kosanovic-Milickovic, A. Kyritsis, C. A. Charitidis, Polymers (Basel) 2024, 16, nr 19, 2760.
• [3] M. Kumi, T. Wang, O. Ejeromedoghene, J. Wang, P. Li, W. Huang, Small Methods 2024, 8, nr 9, e2301341.
• [4] T. O. Akande, O. O. Alabi, A. Rizwan, S. A. Ajagbe, A. O. Olaleye, M. O. Adigun, PLoS One 2024, 19, nr 12, e0308004.
• [5] E. A. Franco Urquiza, Polymers (Basel) 2024, 16, nr 5, 700.
• [6] New Light-Touch Supports for Castable Wax Resin in PreForm 3.4.6, https://formlabs.com/eu/blog/easier-post-processing-jewelry-3d-prints/, dostęp 23.07.2020 r.
• [7] D. Shen, M. Zhang, A. S. Mujumdar, C. Li, J. Lin, Food Res. Int. 2025, 199, 115421.
• [8] F. Rezaie, M. Farshbaf, M. Dahri, M. Masjedi, R. Maleki, F. Amini, J. Wirth, K. Moharamzadeh, F. E. Weber, L. Tayebi, J. Compos. Sci. 2023, 7, nr 2, 80.
• [9] A. Dadhich, K. Nilesh, S. Shah, H. Saluja, Natl. J. Maxillofac. Surg. 2022, 13, (Suppl 1), S203.
• [10] The Free Beginner’s Guide, http://3dprintingindustry.com/3d-printingbasics-free-beginners-guide/history/, dostęp 21.04.2016 r.
• [11] G. I. Salentijn, P. E. Oomen, M. Grajewski, E. Verpoorte, Anal. Chem. 2017, 89, nr 13, 7053.
• [12] Pat. US 5121329A (1992).
• [13] S. Deshkar, M. Rathi, S. Zambad, K. Gandhi, Curr. Drug. Deliv. 2021, 18, nr 4, 387.
• [14] J. Han, C. Liu, R. L .Bradford-Vialva, D. A. Klosterman, L. Cao, Materials (Basel) 2023, 16, nr 13, 4636.
• [15] X. Luo, H. Cheng, X. Wu, Polymers (Basel) 2023, 15, nr 14, 2980.
• [16] C. Marquez, J. J. Mata, A. Renteria, D. Gonzalez, S. G. Gomez, A. Lopez, A. N. Baca, A. Nuñez, M. S. Hassan, V. Burke, D. Perlasca, Y. Wang, Y. Xiong, J. N. Kruichak, D. Espalin, Y. Lin, Sensors (Basel) 2023, 23, nr 6, 3352.
• [17] L. C. Duarte, I. Pereira, L. I. L. Maciel, B. G. Vaz, W. K. T. Coltro, Anal. Chim. Acta. 2022, 15, nr 1190, 339252.
• [18] J. Krause, L. Müller, D. Sarwinska, A. Seidlitz, M. Sznitowska, W. Weitschies, 3D Pharmaceuticals (Basel) 2021, 14, nr 2, 143.
• [19] J. Ahmad, A. Garg, G. Mustafa, A. A. Mohammed, M. Z. Ahmad, Pharmaceutics 2023, 15, nr 5, 1448.
• [20] R. F. Faidallah, M. M. Hanon, Z. Szakál, I. Oldal, Int. Rev. Appl. Sci. Eng. 2024, dostęp on-line.
• [21] J. H. Park, S. J. Tucker, J. K. Yoon, Y. Kim, S. J. Hollister, J. Biomed. Mater. Res. A 2024, 112, nr 7, 1015.
• [22] E. Dobrzyńska, D. Kondej, J. Kowalska, M. Szewczyńska, Indoor Air 2021, 31, 1733.
• [23] C. Morano, L. Pagnotta, Polymers 2023, 15, 4446.
• [24] A. Balasankar, K. Anbazhakan, V. Arul, V. N. Mutharaian, G. Sriram, K. Aruchamy, T. H. Oh, S. Ramasundaram, Biomimetics 2023, 8, nr 4, 330.
• [25] H. M. Yehia, A. Hamada, T. A. Sebaey, W. Abd-Elaziem, J. Manuf. Mater. Process. 2024, 8, nr 5, 197.
• [26] I. Gibson, D. W. Rosen, B. Stucker, Additive manufacturing technologies. 3D printing, rapid prototyping, and direct digital manufacturing, Springer, 2021.
• [27] F. Fina, A. Goyanes, S. Gaisford, A. W. Basit, Int. J. Pharm. 2017, 529, nr 1–2, 285.
• [28] S. F. Iftekar, A. Aabid, A. Amir, M. Baig, Polymers (Basel) 2023, 15, nr 11, 2519.
• [29] B. Tan, J. Dou, Y. Wen, B. Duan, H. Mo, Z. Wei, J. Zhang, Y. Pan, X. Ding, N. Liu, Addit. Manuf. Front. 2024, 3, nr 3, 200151.
• [30] A. Y. Safhi. Pharmaceuticals (Basel) 2022, 15, nr 6, 678.
• [31] M. Cui, H. Pan, Y. Su, D. Fang, S. Qiao, P. Ding, W. Pan, Acta Pharm. Sin B. 2021, 11, nr 8, 2488.
• [32] F. Zhang, B. C. Spies, E. Willems, M. Inokoshi, C. Wesemann, S. M. Cokic, B. Hache, R. J. Kohal, B. Altmann, J. Vleugels, B. Van Meerbeek, K. Rabel, Acta Biomater. 2022, 150, 427.
• [33] A. Y. Alqutaibi, M. A. Alghauli, M. H. A. Aljohani, M. S. Zafar, Bioprinting 2024, 42, e00356.
• [34] J. Macedo, N. F. da Costa, V. Vanhoorne, C. Vervaet, J. F. Pinto, J. Pharm. Sci. 2022, 111, nr 10, 2814.
• [35] Y. Hu, Z. Luo, Y. Bao, Biomacromolecules 2024, doi: 10.1021/acs.biomac.4c01004.
• [36] X. Xu, A. Awad, P. Robles-Martinez, S. Gaisford, A. Goyanes, A. W. Basit, J. Control. Release. 2021, 329, 743.
• [37] M. Padhiary, J. A. Barbhuiya, D. Roy, P. Roy, Smart Agric. Technol. 2024, 9, 100553.
• [38] D. Gřešica, D. Juračka, P. Lehner, M. Krejsa, Procedia Struc. Integ. 2024, 63, 7.
• [39] T. S. Tamir, G. Xiong, Z. Shen, J. Leng, Q. Fang, Y. Yang, J. Jiang, E. Lodhi, F.-Y. Wang, Heliyon 2023, 9, nr 9, e19689.
• [40] Artykuł prasowy 2024, https://centrumdruku3d.pl/voxelmatters-raportuje-ze-w-zeszlym-roku-na-swiecie-wydrukowano-37-milionow-czescii-produktow-koncowych-na-drukarkach-3d/, dostęp 26.11.2024 r.
• [41] https://www.voxelmatters.report/product/composites-am-2024/, dostęp 28.11.2024 r.
• [42] https://www.precedenceresearch.com/additive-manufacturing-market, dostęp 28.11.2024 r.
• [43] A. B. Stefaniak, S. Du Preez, J. L .Du Plessis, J. Toxicol. Environ. Health B Crit. Rev. 2021, nr 17, 1.
• [44] A. Kangas, K. Kukko, T. Kanerva, A. Säämänen, J. S. Akmal, J. Partanen, A. K. Viitanen, Ann. Work Expo. Health. 2023, 67, nr 5, 596.
• [45] E. Dobrzyńska, L. Chojnacka-Puchta, D. Sawicka, P. Sobiech, T. Jankowski, A. Okołowicz, M. Szewczyńska, Med. Pr. Work Health Saf. 2024, 75, nr 2, 159.
• [46] Q. Zhang, M. S. Black, Environ. Int. 2023, 182, 108316.
• [47] G. Tedla, A. M. Jarabek, P. Byrley, W. Boyes, K. Rogers, Sci. Total Environ. 2022, 814, 152622.
• [48] M. Finnegan, C. L. Thach, S. Khaki, E. Markey, D. J. O’Connor, A. F. Smeaton, A. Morrin, Sensors 2023, 23, 9660.
• [49] G. Do, P. J. Tsai, C. Yoon, Sci. Total Environ. 2024, 931, 173003.
• [50] H. S. Kwon, M. H. Ryu, C. Carlsten, Exp. Mol. Med. 2020, 52, 318.
• [51] P. Byrley, B. J. George, W. K. Boyes, K. Rogers, Sci. Total Environ. 2019, 10, nr 655, 395.
• [52] H. Garcia-Gonzalez, M. T. Lopez-Pola, Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2024, 31, nr 21, 31188.
• [53] E. Dobrzyńska, D. Kondej, G. Szczepański, A. Okołowicz, Przem. Chem. 2023, 102, nr 1, 975.
• [54] S. Khaki, E. Duffy, A. F. Smeaton, A. Morrin, Sensors (Basel) 2021, 21, nr 9, 3247.
• [55] G. Felici, J. I. Lachowicz, S. Milia, E. Cannizzaro, L. Cirrincione, T. Congiu, M. Jaremko, M. Campagna, L. I. Lecca, Front. Public Health 2023, 11, 1144475.
• [56] C. Lin, Y. Lin, Y. Lai, S. Lee, J. Prosthet. Dent. 2020, 123, 349.
• [57] T. Puškar, B. Trifković, D. Koprivica, V. Kojić, A. Jevremović, S. Mirković, D. Eggbeer, Vojnosanit. Pregl. 2019, 76, 502.
• [58] P. Lakkala, S. R. Munnangi, S. Bandari, M. Repka, Int. J. Pharm. X 2023, 5, 100159.
• [59] S. Kreß, R. Schaller-Ammann, J. Feiel, J. Priedl, C. Kasper, D. Egger, Materials (Basel) 2020, 13, nr 13, 3011.
• [60] X. He, L. M. Barnett, J. Jeon, Q. Zhang, S. Alqahtani, M. Black, J. Shannahan, C. Wright, Toxics 2024, 12, nr 1, 67.
• [61] L. Barnett, Q. Zhang, S. Sharma, S. Alqahtani, J. Shannahan, M. Black, C. Wright, Front. Public Health 2024, 12, 1408842.
• [62] Y. Mohammadian, N. Nasirzadeh, Toxicol. Ind. Health 2021, 37, 573.
• [63] https://news.mit.edu/2024/engineers-3d-print-sturdy-glass-bricksbuilding-structures-0920, dostęp 29.11.2024 r.
• [64] H. Liu, K. Gong, A. Portela, Z. Cao, R. Dunbar, Y. Chen, Addit. Manuf. 2023, 75, 103744.
• [65] X. Wei, R. Bähr, CIRP J. Manuf. Sci. Technol. 2024, 54, 75.
• [66] A. Y. Davis, Q. Zhang, J. P. S. Wong, R. J. Weber, M. S. Black, Build Environ. 2019, 160, 106209.
• [67] L. Hodson, K. L. Dunn, K. H. Dunn, E. Glassford, D. Hammond, G. Roth, O. H. Cincinnat, Approaches to safe 3D printing: a guide for makerspace users, schools, libraries, and small businesses, DHHS (NIOSH) Publication 2024-103.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

2. Opracowano w ramach VI etapu programu wieloletniego pn. ,,Rządowy Program Poprawy Bezpieczeństwa i Warunków Pracy”, finansowanego w zakresie zadań służb państwowych ze środków Ministerstwa Rodziny i Polityki Społecznej. Zadanie nr 3.ZS.05, pt. ,,Ocena zagrożeń chemicznych i pyłowych oraz działania toksycznego materiałów stosowanych w technologiach przyrostowych". Koordynator Programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy-Państwowy Instytut Badawczy.