3D spausdinimo saugos protokolų supratimas: Pasaulinis vadovas

3D spausdinimas, taip pat žinomas kaip adityvioji gamyba, sukėlė revoliuciją įvairiose pramonės šakose – nuo aviacijos ir kosmoso bei sveikatos apsaugos iki švietimo ir asmeninių pomėgių. Nors ši technologija siūlo didžiulį potencialą, labai svarbu suprasti ir įgyvendinti tinkamus saugos protokolus, siekiant sumažinti su ja susijusią riziką. Šiame vadove pateikiama išsami 3D spausdinimo saugos apžvalga, aptariami galimi pavojai ir nurodomos esminės priemonės saugiam darbui įvairiose aplinkose visame pasaulyje.

Kodėl 3D spausdinimo sauga yra svarbi?

3D spausdinimas, nepaisant jo patogumo, kelia keletą galimų pavojų, kurie gali paveikti tiek operatorių, tiek aplinką. Šių rizikų supratimas ir valdymas yra svarbiausias veiksnys, užtikrinantis saugią ir sveiką patirtį. Šios rizikos gali svyruoti nuo cheminių medžiagų poveikio iki fizinių sužalojimų, todėl informuotumas ir tinkamas protokolų laikymasis yra gyvybiškai svarbūs.

• Sveikata ir sauga: Apsaugo asmenis nuo kenksmingų išmetamųjų teršalų, medžiagų poveikio ir galimų sužalojimų.
• Įrangos ilgaamžiškumas: Tinkamos saugos priemonės gali užkirsti kelią 3D spausdintuvo pažeidimams ir prailginti jo tarnavimo laiką.
• Atsakomybė už aplinką: Atliekų mažinimas ir tinkamas medžiagų šalinimas prisideda prie tvarios aplinkos kūrimo.
• Teisės aktų atitiktis: Saugos standartų laikymasis užtikrina atitiktį vietiniams ir tarptautiniams reglamentams.

Galimų pavojų nustatymas 3D spausdinime

Išsamus galimų pavojų supratimas yra pirmas žingsnis link veiksmingų saugos protokolų įgyvendinimo. Toliau pateikiami dažniausi pavojai, susiję su 3D spausdinimu:

1. Ore esančios dalelės ir lakieji organiniai junginiai (LOJ)

Spausdinimo proceso metu daugelis medžiagų, ypač plastikai, tokie kaip ABS ir nailonas, išskiria itin smulkias daleles (UFP) ir lakiuosius organinius junginius (LOJ). Šie išmetamieji teršalai gali būti kenksmingi įkvėpus, potencialiai sukeldami kvėpavimo takų sudirginimą, alergines reakcijas ir ilgalaikes sveikatos problemas. Institucijų, tokių kaip Ilinojaus technologijos institutas, tyrimai pabrėžė veiksmingų vėdinimo strategijų poreikį, siekiant sumažinti poveikį.

Pavyzdys: Vokietijoje atliktas tyrimas parodė, kad tam tikri filamentai spausdinimo metu išskiria formaldehidą, žinomą kancerogeną. Tai pabrėžia, kaip svarbu naudoti filamentus su maža LOJ emisija ir užtikrinti tinkamą vėdinimą.

2. Cheminių medžiagų poveikis

Daugelyje 3D spausdinimo medžiagų yra cheminių medžiagų, kurios gali būti kenksmingos patekusios ant odos ar į akis. Pavyzdžiui, dervos, naudojamos stereolitografijos (SLA) ir skaitmeninio šviesos apdorojimo (DLP) spausdintuvuose, gali sukelti odos sudirginimą ar alergines reakcijas. Tirpikliai, naudojami valymui ir p обработки, taip pat gali kelti cheminių pavojų.

Pavyzdys: Kai kuriuose Azijos regionuose tradicinėse dirbtuvėse gali trūkti tinkamo vėdinimo, o tai padidina cheminių medžiagų poveikio riziką spausdinant 3D spausdintuvais su dervomis. Tinkamų AAP ir vėdinimo įgyvendinimas gali labai sumažinti šią riziką.

3. Gaisro pavojai

3D spausdintuvai naudoja įkaitintus komponentus medžiagoms lydyti ir išspausti. Gedimai ar netinkami nustatymai gali sukelti perkaitimą ir potencialiai sukelti gaisrą. Medžiagos, tokios kaip ABS, yra degios ir gali prisidėti prie gaisro plitimo.

Pavyzdys: Blogai prižiūrimame 3D spausdintuve universiteto laboratorijoje Australijoje įvyko terminis nekontroliuojamas procesas (thermal runaway), sukėlęs nedidelį gaisrą. Reguliari priežiūra ir spausdintuvo temperatūros stebėjimas yra labai svarbūs.

4. Elektros pavojai

3D spausdintuvai yra elektriniai prietaisai ir kelia elektros smūgio riziką, jei nėra tinkamai įžeminti ar prižiūrimi. Pažeisti maitinimo laidai, atviri laidai ar sąlytis su vandeniu gali sukelti elektros nelaimingus atsitikimus.

Pavyzdys: Kūrybinėje erdvėje (maker space) Pietų Amerikoje vartotojas patyrė nedidelį elektros smūgį dėl pažeisto 3D spausdintuvo maitinimo laido. Reguliarūs elektrinių komponentų patikrinimai yra būtini.

5. Mechaniniai pavojai

Judančios 3D spausdintuvo dalys, tokios kaip spausdinimo galvutė, spausdinimo platforma ir diržai, gali sukelti sužalojimų, jei jas paliečiama darbo metu. Spaudimo taškai ir aštrūs spausdintuvo komponentų kraštai taip pat kelia riziką.

Pavyzdys: Vaikas namų aplinkoje Šiaurės Amerikoje įkišo ranką į veikiantį 3D spausdintuvą ir patyrė nedidelį nudegimą nuo karštojo galo. Užtikrinus, kad spausdintuvai būtų vaikams nepasiekiamoje vietoje ir naudojant saugos gaubtus, galima išvengti tokių incidentų.

6. Ergonominiai pavojai

Ilgalaikis 3D spausdintuvų valdymas ar priežiūra gali sukelti ergonominių problemų, tokių kaip pasikartojančių judesių traumos (RSI) ir nugaros skausmas. Netinkama laikysena, nepakankamas apšvietimas ir blogai suprojektuotos darbo vietos gali prisidėti prie šių problemų.

Pavyzdys: Technikas 3D spausdinimo paslaugų biure Europoje susirgo riešo kanalo sindromu dėl pasikartojančių užduočių, susijusių su 3D spausdintų dalių apdorojimu. Ergonominiai vertinimai ir darbo vietos koregavimai gali padėti išvengti tokių sužalojimų.

Esminiai 3D spausdinimo saugos protokolai

Tvirtų saugos protokolų įgyvendinimas yra būtinas norint sumažinti su 3D spausdinimu susijusią riziką. Šie protokolai turėtų apimti įvairius aspektus, nuo vėdinimo ir AAP iki gaisrinės saugos ir avarinių procedūrų.

1. Vėdinimas

Tinkamas vėdinimas yra labai svarbus norint pašalinti ore esančias daleles ir LOJ, susidarančius 3D spausdinimo metu. Reikalingo vėdinimo tipas priklauso nuo spausdinimo erdvės dydžio, naudojamų medžiagų ir spausdinimo dažnumo.

• Specialūs gaubtai: Labai rekomenduojama naudoti 3D spausdintuvo gaubtą su integruota filtravimo sistema, ypač uždarose patalpose. Šiuose gaubtuose paprastai yra HEPA filtrai, skirti UFP surinkti, ir aktyvintosios anglies filtrai, skirti LOJ sugerti.
• Vietinė ištraukiamoji ventiliacija: Vietinė ištraukiamoji ventiliacijos (LEV) sistema gali būti naudojama dūmams ir dalelėms tiesiogiai iš spausdintuvo ištraukti. Tai ypač veiksminga didesniems spausdintuvams ar atviro rėmo konstrukcijoms.
• Patalpų vėdinimas: Užtikrinkite tinkamą patalpų vėdinimą atidarydami langus ir naudodami ventiliatorius orui cirkuliuoti. Kai kuriais atvejais gali prireikti specialaus oro valytuvo su HEPA ir aktyvintosios anglies filtrais.

Praktinė įžvalga: Atlikite oro kokybės tyrimus savo 3D spausdinimo erdvėje, kad įvertintumėte vėdinimo sistemos veiksmingumą. Pasikonsultuokite su kvalifikuotu ŠVOK specialistu, kad nustatytumėte geriausią vėdinimo sprendimą jūsų konkretiems poreikiams.

2. Asmeninės apsaugos priemonės (AAP)

Tinkamų AAP dėvėjimas yra būtinas norint apsisaugoti nuo cheminių medžiagų poveikio, nudegimų ir kitų pavojų. Konkrečios reikiamos AAP priklauso nuo naudojamų medžiagų ir atliekamų užduočių.

• Pirštinės: Dirbdami su dervomis, tirpikliais ar kitomis potencialiai kenksmingomis medžiagomis, mūvėkite cheminėms medžiagoms atsparias pirštines, pavyzdžiui, nitrilo ar neopreno.
• Akių apsauga: Dėvėkite apsauginius akinius ar akinius-kaukę, kad apsaugotumėte akis nuo purslų, garų ir ore esančių dalelių.
• Respiratoriai: Naudokite respiratorių su tinkamais filtrais (pvz., N95 arba P100), kai dirbate su medžiagomis, kurios išskiria kenksmingus garus ar daleles.
• Laboratoriniai chalatai ar prijuostės: Dėvėkite laboratorinį chalatą ar prijuostę, kad apsaugotumėte drabužius nuo išsiliejimų ir užteršimo.

Praktinė įžvalga: Sukurkite AAP kontrolinį sąrašą kiekvienai 3D spausdinimo užduočiai, kad užtikrintumėte, jog dėvite tinkamas apsaugos priemones. Reguliariai tikrinkite savo AAP, ar nėra pažeidimų, ir prireikus jas pakeiskite.

3. Medžiagų saugos duomenų lapai (MSDL)

Medžiagų saugos duomenų lapuose (MSDL), dabar dažnai vadinamuose saugos duomenų lapais (SDL), pateikiama išsami informacija apie pavojus, susijusius su konkrečiomis medžiagomis. Šiuose lapuose pateikiama informacija apie cheminę sudėtį, poveikį sveikatai, pirmosios pagalbos priemones ir saugaus naudojimo procedūras. Labai svarbu peržiūrėti kiekvienos naudojamos medžiagos SDL ir laikytis rekomenduojamų saugos priemonių.

• MSDL prieiga: MSDL paprastai galima gauti iš medžiagos gamintojo ar tiekėjo. Juos dažnai galima atsisiųsti iš gamintojo svetainės.
• MSDL supratimas: Susipažinkite su pagrindiniais MSDL skyriais, įskaitant pavojų identifikavimą, sudėtį/informaciją apie sudedamąsias dalis, pirmosios pagalbos priemones, gaisro gesinimo priemones, avarinio išleidimo priemones, tvarkymą ir saugojimą, poveikio kontrolę/asmeninę apsaugą bei fizines ir chemines savybes.

Praktinė įžvalga: Sukurkite skaitmeninę visų naudojamų medžiagų MSDL biblioteką. Reguliariai peržiūrėkite ir atnaujinkite savo MSDL biblioteką, kad užtikrintumėte, jog turite naujausią informaciją.

4. Gaisrinė sauga

Gaisrų prevencija ir reagavimas į juos yra kritinis 3D spausdinimo saugos aspektas. Šios priemonės gali padėti sumažinti gaisro riziką:

• Gesintuvai: Laikykite ABC klasės gesintuvą lengvai pasiekiamoje vietoje šalia 3D spausdintuvo. Įsitikinkite, kad jūs ir kiti vartotojai žinote, kaip naudotis gesintuvu.
• Dūmų detektoriai: Įrenkite dūmų detektorius 3D spausdinimo zonoje, kad būtų laiku įspėta apie gaisrą.
• Apsauga nuo terminio nekontroliuojamo proceso: Daugelis 3D spausdintuvų turi integruotą apsaugą nuo terminio nekontroliuojamo proceso, kuri išjungia spausdintuvą, jei karštojo galo ar kaitinimo platformos temperatūra viršija saugią ribą. Įsitikinkite, kad ši funkcija yra įjungta ir veikia tinkamai.
• Spausdinimas be priežiūros: Venkite palikti 3D spausdintuvus be priežiūros ilgą laiką, ypač ilgų spausdinimo darbų metu. Jei spausdinimas be priežiūros yra būtinas, naudokite nuotolinio stebėjimo sistemą su kamera ir temperatūros jutikliu.

Praktinė įžvalga: Parengkite gaisrinės saugos planą, kuriame būtų nurodyti evakuacijos maršrutai, skubios pagalbos kontaktinė informacija ir procedūros, kaip pranešti apie gaisrą. Reguliariai rengkite gaisro pratybas, kad vartotojai susipažintų su planu.

5. Elektrosauga

Elektrosaugos gairių laikymasis yra labai svarbus siekiant išvengti elektros smūgio ir kitų elektros pavojų:

• Įžeminimas: Įsitikinkite, kad 3D spausdintuvas yra tinkamai įžemintas. Naudokite viršįtampių apsaugą, kad apsaugotumėte spausdintuvą nuo įtampos šuolių.
• Maitinimo laidai: Reguliariai tikrinkite maitinimo laidus, ar nėra pažeidimų, ir prireikus juos pakeiskite. Venkite naudoti ilginamuosius laidus, nebent tai yra absoliučiai būtina.
• Sąlytis su vandeniu: Laikykite vandenį ir kitus skysčius atokiau nuo 3D spausdintuvo ir elektrinių komponentų.
• Kvalifikuotas remontas: Tik kvalifikuoti technikai turėtų atlikti 3D spausdintuvų elektrinį remontą.

Praktinė įžvalga: Reguliariai atlikite vizualius 3D spausdintuvo elektrinių komponentų patikrinimus. Jei pastebėjote kokių nors pažeidimo požymių, pavyzdžiui, nusidėvėjusių laidų ar įtrūkusios izoliacijos, atjunkite spausdintuvą ir leiskite jį suremontuoti kvalifikuotam technikui.

6. Mechaninė sauga

Apsisaugojimas nuo mechaninių pavojų apima šias priemones:

• Saugos gaubtai: Naudokite saugos gaubtą, kad išvengtumėte atsitiktinio sąlyčio su judančiomis dalimis ir karštais paviršiais.
• Informuotumas: Žinokite, kur yra judančios dalys ir spaudimo taškai. Laikykite rankas ir pirštus atokiau nuo šių sričių darbo metu.
• Priežiūra: Reguliariai prižiūrėkite 3D spausdintuvą, kad įsitikintumėte, jog visi mechaniniai komponentai veikia tinkamai.
• Blokavimo/ženklinimo procedūros: Įgyvendinkite blokavimo/ženklinimo procedūras atliekant 3D spausdintuvo techninę priežiūrą ar remontą. Tai apima maitinimo šaltinio atjungimą ir ženklo pritvirtinimą, kad būtų išvengta atsitiktinio pakartotinio įjungimo.

Praktinė įžvalga: Parengkite savo 3D spausdintuvo priežiūros grafiką, kuris apimtų reguliarius mechaninių komponentų patikrinimus, valymą ir tepimą.

7. Ergonomika

Ergonominių pavojų sprendimas gali padėti išvengti pasikartojančių judesių traumų ir kitų raumenų bei kaulų sistemos problemų:

• Tinkama laikysena: Išlaikykite tinkamą laikyseną valdydami ar prižiūrėdami 3D spausdintuvą. Naudokite patogią kėdę ir sureguliuokite darbo vietos aukštį, kad rankos ir riešai būtų neutralioje padėtyje.
• Pakankamas apšvietimas: Užtikrinkite pakankamą apšvietimą, kad sumažintumėte akių nuovargį. Naudokite darbo vietos apšvietimą, kad apšviestumėte darbo zoną.
• Reguliarios pertraukos: Darykite reguliarias pertraukas, kad pasitemptumėte ir pajudėtumėte. Atlikite pratimus, kad išvengtumėte sustingimo ir nuovargio.
• Ergonomiški įrankiai: Naudokite ergonomiškus įrankius, tokius kaip paminkštintos rankenos ir reguliuojami veržliarakčiai, kad sumažintumėte rankų ir riešų apkrovą.

Praktinė įžvalga: Atlikite savo 3D spausdinimo darbo vietos ergonominį vertinimą. Nustatykite galimus ergonominius pavojus ir įgyvendinkite sprendimus jiems sumažinti. Pasikonsultuokite su ergoterapeutu ar ergonomikos specialistu.

8. Medžiagų tvarkymas ir saugojimas

Tinkamas 3D spausdinimo medžiagų tvarkymas ir saugojimas yra būtinas norint išvengti nelaimingų atsitikimų ir išlaikyti medžiagų kokybę:

• Ženklinimas: Aiškiai paženklinkite visus 3D spausdinimo medžiagų konteinerius, nurodydami medžiagos pavadinimą, įspėjimus apie pavojų ir galiojimo datą.
• Saugojimas: Laikykite medžiagas vėsioje, sausoje ir gerai vėdinamoje vietoje. Laikykite medžiagas atokiau nuo karščio, kibirkščių ir atviros liepsnos.
• Išsiliejimų kontrolė: Turėkite išsiliejimų kontrolės medžiagas lengvai pasiekiamoje vietoje atsitiktinių išsiliejimų atveju. Laikykitės SDL rekomendacijų valydami išsiliejimus.
• Atliekų šalinimas: Tinkamai šalinkite atliekas pagal vietinius reglamentus. Neišmeskite pavojingų atliekų į įprastus šiukšlių konteinerius.

Praktinė įžvalga: Parengkite medžiagų tvarkymo ir saugojimo planą, kuris apimtų ženklinimą, saugojimą, išsiliejimų kontrolę ir atliekų šalinimą. Apgyvendinkite vartotojus apie planą ir užtikrinkite, kad jie jo nuosekliai laikytųsi.

9. Veiksmai avarijos atveju

Gerai apibrėžtų avarinių procedūrų turėjimas yra labai svarbus norint veiksmingai reaguoti į nelaimingus atsitikimus ir incidentus:

• Pirmoji pagalba: Laikykite gerai sukomplektuotą pirmosios pagalbos vaistinėlę lengvai pasiekiamoje vietoje. Užtikrinkite, kad vartotojai būtų apmokyti pagrindinių pirmosios pagalbos teikimo procedūrų.
• Skubios pagalbos kontaktai: Paskelbkite skubios pagalbos kontaktinę informaciją, įskaitant skubios pagalbos tarnybų, medicinos įstaigų ir apsinuodijimų kontrolės centrų telefonų numerius.
• Evakuacijos planas: Parengkite evakuacijos planą, kuriame būtų aiškūs evakuacijos maršrutai ir susirinkimo vietos. Reguliariai rengkite evakuacijos pratybas, kad vartotojai susipažintų su planu.
• Incidentų registravimas: Sukurkite sistemą nelaimingų atsitikimų ir incidentų registravimui. Ištirkite visus incidentus, kad nustatytumėte pagrindines priežastis ir įgyvendintumėte korekcinius veiksmus.

Praktinė įžvalga: Reguliariai atlikite savo 3D spausdinimo įrenginio saugos auditus, kad nustatytumėte galimus pavojus ir užtikrintumėte, kad laikomasi saugos protokolų. Reguliariai peržiūrėkite ir atnaujinkite savo avarines procedūras.

Pasauliniai 3D spausdinimo saugos standartai ir reglamentai

Keli tarptautiniai standartai ir reglamentai reglamentuoja 3D spausdinimo saugą. Šie standartai teikia gaires įvairiais aspektais, įskaitant medžiagų saugą, įrangos projektavimą ir darbo vietos saugą. Šių standartų laikymasis gali padėti užtikrinti saugų ir reikalavimus atitinkantį 3D spausdinimo procesą.

• ISO/ASTM 52920:2023: Šis standartas nustato bendruosius reikalavimus adityviosios gamybos procesų sveikatos ir saugos aspektams. Jis apima pavojus, susijusius su medžiagomis, įranga ir aplinka.
• ANSI/RIA TR R15.406-2018: Ši techninė ataskaita teikia gaires dėl rizikos vertinimo pramoniniams robotams ir robotų sistemoms, naudojamoms adityviojoje gamyboje.
• REACH (Cheminių medžiagų registracija, įvertinimas, autorizacija ir apribojimai): Šis Europos Sąjungos reglamentas reglamentuoja saugų cheminių medžiagų, įskaitant naudojamas 3D spausdinimo medžiagose, naudojimą.
• OSHA (Darbo saugos ir sveikatos administracija): Nors nėra specialiai pritaikyti 3D spausdinimui, OSHA reglamentai apima darbo vietos saugą apskritai, įskaitant pavojų komunikavimą, AAP ir vėdinimą.

Praktinė įžvalga: Ištirkite ir supraskite atitinkamus 3D spausdinimo saugos standartus ir reglamentus jūsų regione. Įgyvendinkite politikas ir procedūras, kad užtikrintumėte atitiktį šiems reikalavimams.

Saugos aspektai skirtingose 3D spausdinimo aplinkose

Konkretūs reikalingi saugos protokolai gali skirtis priklausomai nuo aplinkos, kurioje vyksta 3D spausdinimas. Štai keletas svarstymų skirtingoms aplinkoms:

1. Namų aplinka

Namų aplinkoje 3D spausdinimo sauga yra ypač svarbi dėl vaikų ir naminių gyvūnų buvimo. Reikėtų imtis šių priemonių:

• Vieta: Pastatykite 3D spausdintuvą gerai vėdinamoje vietoje, nepasiekiamoje vaikams ir naminiams gyvūnams.
• Gaubtai: Naudokite saugos gaubtą, kad išvengtumėte atsitiktinio sąlyčio su karštais paviršiais ir judančiomis dalimis.
• Priežiūra: Prižiūrėkite vaikus, kai jie yra šalia 3D spausdintuvo.
• Medžiagų pasirinkimas: Rinkitės medžiagas, kurios yra netoksiškos ir turi mažą LOJ emisiją, pavyzdžiui, PLA.

2. Švietimo aplinka

Švietimo įstaigose būtina apmokyti mokinius tinkamų 3D spausdinimo saugos protokolų ir užtikrinti tinkamą priežiūrą.

• Mokymai: Suteikite išsamius mokymus apie 3D spausdinimo saugą, įskaitant pavojų identifikavimą, AAP ir avarines procedūras.
• Priežiūra: Atidžiai prižiūrėkite mokinius 3D spausdinimo veiklų metu.
• Saugos įranga: Suteikite mokiniams prieigą prie tinkamų AAP, tokių kaip pirštinės, akių apsauga ir respiratoriai.
• Integracija į mokymo programą: Integruokite 3D spausdinimo saugą į mokymo programą, kad sustiprintumėte saugios praktikos įgūdžius.

3. Pramoninė aplinka

Pramoninėse aplinkose 3D spausdinimas dažnai naudojamas didelės apimties gamybai, o tai reikalauja griežtesnių saugos priemonių.

• Rizikos vertinimas: Atlikite išsamų rizikos vertinimą, kad nustatytumėte galimus pavojus ir parengtumėte tinkamas kontrolės priemones.
• Inžinerinės kontrolės priemonės: Įgyvendinkite inžinerines kontrolės priemones, tokias kaip vietinė ištraukiamoji ventiliacija, saugos gaubtai ir blokavimo mechanizmai, kad sumažintumėte riziką.
• Administracinės kontrolės priemonės: Įgyvendinkite administracines kontrolės priemones, tokias kaip rašytinės saugos procedūros, mokymo programos ir blokavimo/ženklinimo procedūros.
• Asmeninės apsaugos priemonės: Suteikite darbuotojams tinkamas AAP, tokias kaip respiratoriai, pirštinės ir akių apsauga.

Išvada

3D spausdinimas suteikia nepaprastų galimybių inovacijoms ir kūrybiškumui, tačiau labai svarbu teikti pirmenybę saugai, siekiant apsaugoti žmones ir aplinką. Suprasdami galimus pavojus ir įgyvendindami šiame vadove aprašytus saugos protokolus, galite mėgautis 3D spausdinimo privalumais ir sumažinti riziką. Atminkite, kad sauga yra nuolatinis procesas, reikalaujantis nuolatinio stebėjimo, mokymų ir tobulinimo. Būti informuotam apie naujausius standartus, reglamentus ir geriausias praktikas yra būtina norint palaikyti saugią ir sveiką 3D spausdinimo aplinką, nesvarbu, ar tai būtų namuose, švietimo įstaigoje, ar pramoninėje aplinkoje. Pasaulinis bendradarbiavimas ir dalijimasis žiniomis yra raktas į atsakingą ir saugų 3D spausdinimo technologijos tobulinimą visiems.