到目前為止,3D打印的安全隱患可能一直是被忽略的話題。隨著3D打印的應用越來越廣,為了實現3D打印安全生產,那么就有必要去了解它存在哪些安全隱患,同時制定具體的操作規(guī)章去規(guī)避這些風險。
接下來資源庫將根據不同的3D打印工藝及材料,給大家做出總結,希望可以為用戶安全、規(guī)范地操作3D打印設備提供一定的參考。
FDM:熔融沉積成型工藝,材料:塑料
FDM3D打印機是通過將絲狀的熱熔性材料進行加熱融化,帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出成型。由于其制作簡單、成本低廉,總體性價比高,是目前終端市場上使用最多的一項3D打印技術。
FDM技術所使用的耗材有多種,如工程塑料ABS、聚乳酸PLA、聚碳酸酯PC、工程塑料PPSF以及ABS與PC的混合料等。
安全隱患:
1、燒傷
FDM3D打印機噴頭的工作溫度很高,熱端溫度可達300℃,而溫度則要高得多。在未充分冷卻的情況下觸碰噴頭極有可能導致燒傷。雖然有的機器配備了高溫提醒功能,但大多數廉價機型仍然存在這種風險。此外,除噴頭外,熱床100℃的溫度也需要注意。建議操作時佩戴好防護手套,避免不必要的燒傷,同時把機器放置在不太容易接觸的地方,尤其是家里有小孩的情況下。
2、割傷
模型打印完后,我們往往會使用一把刮刀把加熱床上的模型刮下來,導致刮傷。刀刃鋒利且易被污染,容易造成傷口感染,所以不可輕視。此外,用筆刀拆除打印件支撐時也會有被割傷的風險。這里建議大家戴上防劃傷手套,同時在操作時切勿著急,務必小心,耐心。
3、火災
這種情況往往發(fā)生在加熱的溫控檢測失靈,導致加熱噴頭一直加熱,融化短路引起的火災。所以用戶平時需要定期檢測機器,并把它放置在遠離易燃材料的地方,同時準備好一個滅火裝置,以防萬一。
4、觸電
尤其是一些廉價的3D打印機,接線,開關電源,主板等都是裸露在外面,如果一不小心哪根線松動或者斷了導致機器帶電,我們剛好又觸碰到了就很危險。同時有的工作臺本身就是加熱電路板或者加熱硅膠粘合而成,長期使用也有老化漏電的風險。在日常使用中,我們還是要定期檢查維護機器,同時確保機器有接地線。
5、有毒
大部分塑料燃燒都會釋放出一些有害的氣體,3D打印也不例外。尤其是在使用ABS等工程塑料時,在高溫下可能會釋放二甲苯等有毒物質。之前,就有過韓媒報道《韓國課堂3D打印疑致老師患罕見肉瘤,長期吸入或為慢性癌癥》,不管報道的真實性有多少。在平常使用時,還是建議戴好口罩,同時注意通風,請勿在密閉空間打印。
SLA:立體光固化成型工藝,材料:樹脂
SLA工藝以光敏樹脂作為材料,在計算機的控制下紫外激光將對液態(tài)的光敏樹脂進行掃描從而讓其逐層凝固成型。SLA工藝成型效率高,系統運行相對穩(wěn)定,成型工件表面光滑精度也有保證。目前在3D打印服務領域,應用最多的就是SLA3D打印工藝。
安全隱患:
1、有毒
液態(tài)的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味,無論是對材料的添加或者更換,都要注意戴好手套和防毒面具。同時激光在固化樹脂中產生的氣體對人也是有害的,長期吸入對人的免疫功能有很大影響。所以,必須做好排氣系統,減少空氣中的有害毒氣。另外,樹脂還會導致一些人過敏,所以在使用中盡量不要直接接觸樹脂。
2、火災
一般機房特別干燥,如果遇明火,將有可能引發(fā)火災。
3、燙傷
氦-鎘激光器或氬離子激光器發(fā)出的紫外激光束,如果不小心被照射到了,就很容易燙傷皮膚。同時,紫外線光對人的眼睛也有害,在日常工作中都建議佩戴防護眼罩。
SLM:選擇性激光熔融成型工藝,材料:粉末
使用高功率激光束將一層金屬粉末加工熔合成型,完成熔合后,操作平臺下調一個層厚的距離,繼續(xù)加工下一層粉末,重復此步驟,直至劃定(選定的需要加工)的區(qū)域全部熔鑄完成,就得到一件立體的化合物,用它能直接成型出接近完全致密度的金屬零件。目前在航空航天等軍工領域,應用的非常廣泛。
安全隱患:
1、有毒
操作3D打印機,或者進行后處理的工人,需要接觸金屬粉末,這些粉末平均粒徑為25至150微米,能很容易地進入肺部,或者進入粘膜,造成疾病。例如,鋁粉常用作金屬3D打印的粉末,如果工人接觸到的鋁量超過身體的排泄能力,多余的鋁就會沉積在身體的各個組織中,長時間的積累會導致神經損傷。所以,通常建議使用長袖口的皮手套和導電安全鞋。過濾面罩(FFP1、FFP2 和 FFP3)可以保護工人免于吸入灰塵、煙霧和氣溶膠。
此外,金屬3D打印一般都需要惰性保護氣體,比如氬氣或氮氣,防止加工過程中粉末氧化。這些惰性氣體泄漏可能會有窒息的危險。建議在放置這些機器的房間安裝氧氣傳感器,以持續(xù)記錄房間內的氧氣含量。
2、火災
如果存在靜態(tài)電弧,又剛好處理的是活性金屬,如果周邊環(huán)境是很干燥的,那就可能在機器內部發(fā)生火災。建議公司配備D級滅火器,有備無患。
3、爆炸
在金屬加工車間,會有一些鈦、鋁、鎂等金屬粉末懸浮在空氣中,達到一定濃度后,如果遇到火源,也會發(fā)生燃燒甚至產生爆炸。另外,熱的表面、熱氣體都有可能產生火花和雜散的電流,從而成為點火源。引起爆炸的條件包括:粉塵、氧氣、燃料、封閉。因此金屬粉末的存儲、加工、后處理,都要避免火源和靜電。
4、污染
有些機器在打印需要排放到建筑物外的氣體時,實際上會排出危險氣體。這些氣體的一部分可能是甲醛,所以考慮到環(huán)境污染,可以使用需要使用木炭洗滌器等裝置進行過濾。同時,處理和收集設備中不同部位“散落”的金屬粉末,在這個處理過程中也存在上述火災、爆炸和吸入性傷害等風險。
雖然目前國家還沒有出臺相應的安全標準,但是為了確保使用者的安全或者降低公司的風險,資源庫建議用戶重視3D打印使用中的安全性,認真查看機器的使用說明書,積極參加設備廠商提供的培訓,了解設備的安全操作規(guī)范,做好規(guī)范措施。
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