Каковы опасности аддитивного производства? Снижение химических, физических и механических рисков

Коротко говоря, основные опасности аддитивного производства делятся на три категории: химическое воздействие порошков и паров, физические риски от высокоэнергетических источников, таких как лазеры и горячие поверхности, и механические опасности от движущихся компонентов машин. Эти риски значительно варьируются в зависимости от конкретной технологии и используемых материалов, от незначительных проблем с настольными принтерами до значительных промышленных опасностей с передовыми металлическими системами.

Аддитивное производство уникальным образом сочетает в себе опасности химической обработки, высокоэнергетических систем и автоматизированного оборудования в едином процессе. Самым большим упущением является недооценка этих рисков промышленного уровня, особенно когда технология развертывается в лабораторных или офисных условиях.

Химические опасности: невидимые риски

Наиболее часто недооцениваемые опасности в аддитивном производстве — химические. Эти риски возникают из-за сырья, используемого в процессе печати, и побочных продуктов, образующихся при нагревании или отверждении этих материалов.

Вдыхание металлического порошка и взрывоопасность

Мелкие металлические порошки, особенно реактивные материалы, такие как алюминий, титан и магний, представляют двойную угрозу. Вдыхание этих микроскопических частиц может привести к долгосрочному повреждению дыхательных путей и потенциальному отравлению тяжелыми металлами.

Кроме того, при рассеивании в воздухе эти мелкие порошки могут образовывать горючее пылевое облако. Источник воспламенения, такой как статический разряд или искра, может вызвать сильный взрыв. Это делает обращение с порошком и его очистку критически важными процедурами безопасности.

Выбросы полимерных паров и летучих органических соединений (ЛОС)

Процессы, при которых плавится пластиковая нить (FDM) или отверждается жидкая смола (SLA, DLP), выделяют в воздух вредные вещества. К ним относятся ультрадисперсные частицы (УДЧ), которые могут проникать глубоко в легкие, и летучие органические соединения (ЛОС).

Длительное воздействие этих выбросов в плохо вентилируемом помещении может привести к раздражению дыхательных путей и другим проблемам со здоровьем. Конкретные соединения различаются в зависимости от материала, поэтому важно ознакомиться с паспортом безопасности (SDS) для каждого полимера.

Обращение со смолами и растворителями

Фотополимерные смолы, используемые в печати SLA и DLP, являются сенсибилизаторами, что означает, что повторный контакт с кожей может привести к серьезным аллергическим реакциям и химическим ожогам. Прямого контакта следует всегда избегать.

Кроме того, растворители, такие как изопропиловый спирт (ИПС), обычно используемые для очистки готовых деталей, легко воспламеняются. Их пары могут накапливаться в замкнутых пространствах, создавая опасность пожара или взрыва.

Физические и энергетические опасности

Само оборудование содержит мощные системы, которые представляют непосредственную физическую опасность, если не соблюдаются протоколы безопасности.

Высокоэнергетические источники (лазеры и электронные пучки)

Системы селективного лазерного плавления (SLM) используют высокомощные источники энергии. Лазеры класса 4, применяемые в SLM, могут вызвать немедленное, необратимое повреждение глаз и ожоги кожи от прямого или даже отраженного воздействия.

Системы электронно-лучевого плавления (EBM) генерируют рентгеновские лучи в качестве побочного продукта работы. Эти машины требуют надлежащей защиты для операторов от радиационного облучения.

Экстремальные температуры и горячие поверхности

Многие процессы аддитивного производства связаны с высокими температурами. Печатные сопла, нагреваемые рабочие платформы и только что изготовленные детали могут быть достаточно горячими, чтобы вызвать серьезные ожоги. Это особенно актуально для систем, печатающих высокоэффективными полимерами или металлами, где температуры могут превышать несколько сотен градусов Цельсия.

Высоковольтные электрические системы

Как и все промышленное оборудование, системы аддитивного производства работают от высоковольтного электричества. Неправильное обслуживание или модификация создает значительный риск поражения электрическим током или дугового разряда. Только обученный и уполномоченный персонал должен иметь доступ к внутренним электрическим компонентам.

Понимание подводных камней и распространенных ошибок

Отношение к передовой производственной системе как к простому офисному прибору — самая распространенная и опасная ошибка. Контекст, в котором работает машина, так же важен, как и сама машина.

Настольный принтер против промышленной системы

Настольный FDM-принтер в открытом офисе представляет относительно низкий риск, в основном связанный с выбросами ЛОС и горячими поверхностями. В отличие от этого, промышленная система селективного лазерного плавления металлического порошка — это сложная химическая и энергетическая система, которая требует выделенной, контролируемой среды со специализированной инфраструктурой.

Миф о «герметичном» процессе

Опасности не ограничиваются камерой сборки. Наибольшее воздействие часто происходит во время загрузки материала, извлечения деталей и постобработки. Такие действия, как восстановление и просеивание неиспользованного металлического порошка, очистка резервуаров со смолой или шлифовка готовых деталей, выделяют наибольшие концентрации опасных материалов.

Недостаточная вентиляция и СИЗ

Стандартная офисная система вентиляции недостаточна для управления химическими выбросами большинства процессов аддитивного производства. Крайне важна выделенная система вентиляции и вытяжки. Кроме того, средства индивидуальной защиты (СИЗ) — такие как респираторы, защитные очки и химически стойкие перчатки — не являются необязательными; это фундаментальное требование для безопасной эксплуатации этих систем.

Как реализовать программу активной безопасности

Безопасная работа аддитивного производства строится на основе осведомленности, оценки и установленных процедур. Ваш подход должен быть адаптирован к вашим конкретным целям и среде.

• Если ваша основная задача — создание нового объекта аддитивного производства: Проведите формальную оценку рисков для каждой машины до установки, консультируясь с документацией производителя и паспортами безопасности материалов, чтобы спланировать потребности в вентиляции, электричестве и СИЗ.
• Если ваша основная задача — обеспечение ежедневной операционной безопасности: Внедрите обязательные, специфичные для каждой роли программы обучения и обеспечьте строгое соблюдение стандартных операционных процедур (СОП) для эксплуатации машин, обращения с материалами и технического обслуживания.
• Если ваша основная задача — выбор новой технологии аддитивного производства: Сделайте безопасность ключевым критерием при покупке, оценивая встроенные функции безопасности системы, блокировки и приверженность производителя предоставлению всеобъемлющих рекомендаций по безопасности.

В конечном итоге, интеграция безопасности как основной операционной ценности позволяет вам полностью раскрыть потенциал аддитивного производства, не ставя под угрозу благополучие вашей команды.

Сводная таблица:

Категория опасности	Основные риски	Распространенные источники
Химические	Токсичность при вдыхании, горючая пыль, выбросы ЛОС	Металлические порошки, полимерные смолы, растворители (например, ИПС)
Физические	Повреждение глаз/кожи от лазеров, ожоги от горячих поверхностей, радиация	Лазеры класса 4, электронные пучки, нагреваемые рабочие платформы
Механические	Травмы от движущихся частей, поражение электрическим током	Автоматизированное оборудование, высоковольтные электрические системы

Обеспечьте безопасность вашего процесса аддитивного производства с KINTEK.

Навигация по сложным опасностям аддитивного производства — от токсичных металлических порошков до высокоэнергетических лазеров — требует опыта и правильного оборудования. KINTEK специализируется на лабораторном оборудовании и расходных материалах, удовлетворяя точные потребности лабораторий и научно-исследовательских учреждений. Мы предлагаем решения для безопасного обращения с материалами, вентиляции и личной защиты, помогая вам снизить риски и обеспечить соответствие требованиям.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить, как мы можем поддержать ваши протоколы безопасности и повысить эффективность вашей работы. Давайте вместе создадим более безопасную производственную среду.

Свяжитесь с нашими экспертами

Визуальное руководство