Izpratne par 3D drukāšanas drošības protokoliem: globāls ceļvedis

3D drukāšana, pazīstama arī kā aditīvā ražošana, ir radījusi revolūciju dažādās nozarēs, sākot no kosmosa un veselības aprūpes līdz izglītībai un personīgiem vaļaspriekiem. Lai gan tā piedāvā milzīgu potenciālu, ir ļoti svarīgi izprast un ieviest atbilstošus drošības protokolus, lai mazinātu ar tehnoloģiju saistītos riskus. Šis ceļvedis sniedz visaptverošu pārskatu par 3D drukāšanas drošību, pievēršoties potenciālajiem apdraudējumiem un izklāstot būtiskus pasākumus drošai darbībai dažādās vidēs visā pasaulē.

Kāpēc 3D drukāšanas drošība ir svarīga?

3D drukāšana, neraugoties uz tās ērtumu, rada vairākus potenciālus apdraudējumus, kas var ietekmēt gan operatoru, gan apkārtējo vidi. Izprast un novērst šos riskus ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu drošu un veselīgu pieredzi. Šie riski var būt dažādi, sākot no ķīmisko vielu iedarbības līdz fiziskām traumām, tāpēc informētība un pareiza protokolu ievērošana ir vitāli svarīga.

• Veselība un drošība: Aizsargā personas no kaitīgām emisijām, materiālu iedarbības un potenciālām traumām.
• Iekārtas kalpošanas laiks: Pareizi drošības pasākumi var novērst 3D printera bojājumus un pagarināt tā kalpošanas laiku.
• Atbildība par vidi: Atkritumu samazināšana un pareiza materiālu utilizācija veicina ilgtspējīgu vidi.
• Normatīvo aktu ievērošana: Drošības standartu ievērošana nodrošina atbilstību vietējiem un starptautiskajiem noteikumiem.

Potenciālo apdraudējumu identificēšana 3D drukāšanā

Rūpīga potenciālo apdraudējumu izpratne ir pirmais solis ceļā uz efektīvu drošības protokolu ieviešanu. Tālāk ir minēti biežākie apdraudējumi, kas saistīti ar 3D drukāšanu:

1. Gaisā esošās daļiņas un gaistošie organiskie savienojumi (GOS)

Drukāšanas procesā daudzi materiāli, īpaši plastmasas, piemēram, ABS un neilons, izdala īpaši smalkas daļiņas (UFPs) un gaistošos organiskos savienojumus (GOS). Šīs emisijas, ja tās tiek ieelpotas, var būt kaitīgas, potenciāli izraisot elpceļu kairinājumu, alerģiskas reakcijas un ilgtermiņa veselības problēmas. Pētījumi no tādām iestādēm kā Ilinoisas Tehnoloģiju institūts ir uzsvēruši nepieciešamību pēc efektīvām ventilācijas stratēģijām, lai samazinātu iedarbību.

Piemērs: Pētījumā Vācijā tika atklāts, ka noteikti filamenti drukāšanas laikā izdala formaldehīdu, kas ir zināms kancerogēns. Tas uzsver, cik svarīgi ir izmantot filamentus ar zemām GOS emisijām un nodrošināt pienācīgu ventilāciju.

2. Ķīmisko vielu iedarbība

Daudzi 3D drukāšanas materiāli satur ķīmiskas vielas, kas var būt kaitīgas, nonākot saskarē ar ādu vai acīm. Sveķi, ko izmanto stereolitogrāfijas (SLA) un digitālās gaismas apstrādes (DLP) printeros, piemēram, var izraisīt ādas kairinājumu vai alerģiskas reakcijas. Šķīdinātāji, ko izmanto tīrīšanai un pēcapstrādei, arī var radīt ķīmisku apdraudējumu.

Piemērs: Dažos Āzijas reģionos tradicionālajās darbnīcās var nebūt pienācīgas ventilācijas, kas palielina ķīmisko vielu iedarbības risku no sveķu bāzes 3D drukāšanas. Pareizu IAL un ventilācijas sistēmu ieviešana var ievērojami samazināt šo risku.

3. Ugunsbīstamība

3D printeri izmanto sakarsētus komponentus, lai kausētu un ekstrudētu materiālus. Nepareiza darbība vai nepareizi iestatījumi var izraisīt pārkaršanu un potenciāli izraisīt ugunsgrēku. Tādi materiāli kā ABS ir uzliesmojoši un var veicināt uguns izplatīšanos.

Piemērs: Slikti uzturēts 3D printeris universitātes laboratorijā Austrālijā piedzīvoja termisko bēgšanu, kas izraisīja nelielu ugunsgrēku. Regulāra apkope un printera temperatūras uzraudzība ir ļoti svarīga.

4. Elektriskie apdraudējumi

3D printeri ir elektriskas ierīces un rada elektriskās strāvas trieciena risku, ja tie nav pareizi iezemēti vai apkopti. Bojāti strāvas vadi, atklāti vadi vai saskare ar ūdeni var izraisīt elektriskus negadījumus.

Piemērs: "Maker space" telpā Dienvidamerikā lietotājs saņēma nelielu elektriskās strāvas triecienu bojāta 3D printera strāvas vada dēļ. Regulāras elektrisko komponentu pārbaudes ir būtiskas.

5. Mehāniskie apdraudējumi

Kustīgās daļas 3D printerī, piemēram, drukas galviņa, drukas platforma un siksnas, var izraisīt traumas, ja tām pieskaras darbības laikā. Saspiešanas punkti un asas malas uz printera komponentiem arī rada risku.

Piemērs: Bērns mājas apstākļos Ziemeļamerikā iebāza roku strādājošā 3D printerī un guva nelielu apdegumu no karstā gala. Printeru novietošana bērniem nepieejamā vietā un drošības korpusu izmantošana var novērst šādus incidentus.

6. Ergonomiskie apdraudējumi

Ilgstoša 3D printeru ekspluatācija vai apkope var radīt ergonomiskas problēmas, piemēram, atkārtotu kustību izraisītas traumas (RSIs) un muguras sāpes. Nepareiza stāja, nepietiekams apgaismojums un slikti projektētas darba vietas var veicināt šo problēmu rašanos.

Piemērs: Tehniķim 3D drukāšanas pakalpojumu birojā Eiropā attīstījās karpālā kanāla sindroms atkārtotu uzdevumu dēļ, kas saistīti ar 3D drukāto detaļu pēcapstrādi. Ergonomiskie novērtējumi un darbstacijas pielāgojumi var palīdzēt novērst šādas traumas.

Būtiskākie drošības protokoli 3D drukāšanā

Stingru drošības protokolu ieviešana ir būtiska, lai mazinātu ar 3D drukāšanu saistītos riskus. Šiem protokoliem jāaptver dažādi aspekti, sākot no ventilācijas un IAL līdz ugunsdrošībai un rīcībai ārkārtas situācijās.

1. Ventilācija

Pareiza ventilācija ir ļoti svarīga, lai aizvāktu gaisā esošās daļiņas un GOS, kas rodas 3D drukāšanas laikā. Nepieciešamais ventilācijas veids ir atkarīgs no drukas telpas lieluma, izmantotajiem materiāliem un drukāšanas biežuma.

• Speciāli korpusi: Ir ļoti ieteicams izmantot 3D printera korpusu ar iebūvētu filtrēšanas sistēmu, īpaši slēgtās telpās. Šajos korpusos parasti ir HEPA filtri, lai uztvertu UFP, un aktivētās ogles filtri, lai absorbētu GOS.
• Lokālā nosūces ventilācija: Var izmantot lokālās nosūces ventilācijas (LEV) sistēmu, lai izvadītu dūmus un daļiņas tieši no printera. Tā ir īpaši efektīva lielākiem printeriem vai atvērta rāmja konstrukcijām.
• Telpas ventilācija: Nodrošiniet pietiekamu telpas ventilāciju, atverot logus un izmantojot ventilatorus gaisa cirkulācijai. Dažos gadījumos var būt nepieciešams īpašs gaisa attīrītājs ar HEPA un aktivētās ogles filtriem.

Praktisks ieteikums: Veiciet gaisa kvalitātes testēšanu savā 3D drukāšanas telpā, lai novērtētu ventilācijas sistēmas efektivitāti. Konsultējieties ar kvalificētu HVAC speciālistu, lai noteiktu labāko ventilācijas risinājumu jūsu konkrētajām vajadzībām.

2. Individuālie aizsardzības līdzekļi (IAL)

Atbilstošu IAL valkāšana ir būtiska, lai pasargātu sevi no ķīmisko vielu iedarbības, apdegumiem un citiem apdraudējumiem. Konkrētie nepieciešamie IAL ir atkarīgi no izmantotajiem materiāliem un veicamajiem uzdevumiem.

• Cimdi: Strādājot ar sveķiem, šķīdinātājiem vai citiem potenciāli kaitīgiem materiāliem, valkājiet ķīmiski izturīgus cimdus, piemēram, nitrila vai neoprēna cimdus.
• Acu aizsardzība: Valkājiet aizsargbrilles vai aizsargmasku, lai pasargātu acis no šļakatām, izgarojumiem un gaisā esošām daļiņām.
• Respiratori: Strādājot ar materiāliem, kas izdala kaitīgus izgarojumus vai daļiņas, izmantojiet respiratoru ar atbilstošiem filtriem (piemēram, N95 vai P100).
• Laboratorijas halāti vai priekšauti: Valkājiet laboratorijas halātu vai priekšautu, lai pasargātu savu apģērbu no noplūdēm un piesārņojuma.

Praktisks ieteikums: Izveidojiet IAL kontrolsarakstu katram 3D drukāšanas uzdevumam, lai nodrošinātu, ka valkājat pareizo aizsargaprīkojumu. Regulāri pārbaudiet savu IAL, vai tas nav bojāts, un nepieciešamības gadījumā nomainiet to.

3. Materiālu drošības datu lapas (DDL)

Materiālu drošības datu lapas (MSDS), ko tagad bieži dēvē par drošības datu lapām (SDS), sniedz detalizētu informāciju par bīstamību, kas saistīta ar konkrētiem materiāliem. Šajās lapās ir informācija par ķīmisko sastāvu, ietekmi uz veselību, pirmās palīdzības pasākumiem un drošas apstrādes procedūrām. Ir ļoti svarīgi pārskatīt katra izmantotā materiāla DDL un ievērot ieteiktos drošības pasākumus.

• Piekļuve DDL: DDL parasti ir pieejamas no materiāla ražotāja vai piegādātāja. Tās bieži var lejupielādēt no ražotāja tīmekļa vietnes.
• Izpratne par DDL: Iepazīstieties ar galvenajām DDL sadaļām, tostarp bīstamības identifikāciju, sastāvu/informāciju par sastāvdaļām, pirmās palīdzības pasākumiem, ugunsdzēsības pasākumiem, nejaušas izlaišanas pasākumiem, apstrādi un uzglabāšanu, iedarbības kontroli/individuālo aizsardzību, kā arī fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Praktisks ieteikums: Izveidojiet digitālu DDL bibliotēku visiem izmantotajiem materiāliem. Regulāri pārskatiet un atjauniniet savu DDL bibliotēku, lai nodrošinātu, ka jums ir jaunākā informācija.

4. Ugunsdrošība

Ugunsgrēku novēršana un reaģēšana uz tiem ir kritisks 3D drukāšanas drošības aspekts. Šādi pasākumi var palīdzēt samazināt ugunsgrēka risku:

• Ugunsdzēšamie aparāti: Turiet ABC klases ugunsdzēšamo aparātu viegli pieejamā vietā netālu no 3D printera. Pārliecinieties, ka jūs un citi lietotāji zināt, kā lietot ugunsdzēšamo aparātu.
• Dūmu detektori: Uzstādiet dūmu detektorus 3D drukāšanas zonā, lai nodrošinātu agrīnu brīdinājumu par ugunsgrēku.
• Aizsardzība pret termisko bēgšanu: Daudziem 3D printeriem ir iebūvēta aizsardzība pret termisko bēgšanu, kas izslēdz printeri, ja karstā gala vai apsildāmās pamatnes temperatūra pārsniedz drošu robežu. Pārliecinieties, ka šī funkcija ir aktivizēta un darbojas pareizi.
• Drukāšana bez uzraudzības: Izvairieties atstāt 3D printerus bez uzraudzības ilgāku laiku, īpaši garu drukas darbu laikā. Ja drukāšana bez uzraudzības ir nepieciešama, izmantojiet attālinātās uzraudzības sistēmu ar kameru un temperatūras sensoru.

Praktisks ieteikums: Izstrādājiet ugunsdrošības plānu, kas ietver evakuācijas ceļus, ārkārtas kontaktu informāciju un procedūras ugunsgrēka ziņošanai. Regulāri veiciet ugunsdrošības mācības, lai nodrošinātu, ka lietotāji ir iepazinušies ar plānu.

5. Elektrodrošība

Elektriskās drošības vadlīniju ievērošana ir ļoti svarīga, lai novērstu elektriskās strāvas triecienu un citus elektriskos apdraudējumus:

• Iezemēšana: Pārliecinieties, ka 3D printeris ir pareizi iezemēts. Izmantojiet pārsprieguma aizsargu, lai pasargātu printeri no sprieguma svārstībām.
• Strāvas vadi: Regulāri pārbaudiet strāvas vadus, vai tie nav bojāti, un nepieciešamības gadījumā nomainiet tos. Izvairieties no pagarinātāju izmantošanas, ja vien tas nav absolūti nepieciešams.
• Saskare ar ūdeni: Turiet ūdeni un citus šķidrumus tālāk no 3D printera un elektriskajiem komponentiem.
• Kvalificēti remonti: Elektriskos remontus 3D printeriem drīkst veikt tikai kvalificēti tehniķi.

Praktisks ieteikums: Veiciet regulāras 3D printera elektrisko komponentu vizuālas pārbaudes. Ja pamanāt jebkādas bojājumu pazīmes, piemēram, nobružātus vadus vai ieplaisājušu izolāciju, atvienojiet printeri un nododiet to remontam kvalificētam tehniķim.

6. Mehāniskā drošība

Aizsardzība pret mehāniskiem apdraudējumiem ietver šādus pasākumus:

• Drošības korpusi: Izmantojiet drošības korpusu, lai novērstu nejaušu saskari ar kustīgām daļām un karstām virsmām.
• Informētība: Esiet informēts par kustīgo daļu un saspiešanas punktu atrašanās vietu. Turiet rokas un pirkstus prom no šīm zonām darbības laikā.
• Apkope: Veiciet regulāru 3D printera apkopi, lai nodrošinātu, ka visi mehāniskie komponenti darbojas pareizi.
• Bloķēšanas/marķēšanas procedūras: Veicot 3D printera apkopi vai remontu, ieviesiet bloķēšanas/marķēšanas (Lockout/Tagout) procedūras. Tas ietver strāvas avota atvienošanu un birkas piestiprināšanu, lai novērstu nejaušu atkārtotu aktivizēšanu.

Praktisks ieteikums: Izstrādājiet sava 3D printera apkopes grafiku, kas ietver regulāras pārbaudes, tīrīšanu un mehānisko komponentu eļļošanu.

7. Ergonomika

Ergonomisko apdraudējumu novēršana var palīdzēt novērst atkārtotu kustību izraisītas traumas un citas muskuļu un skeleta sistēmas problēmas:

• Pareiza stāja: Uzturiet pareizu stāju, strādājot ar 3D printeri vai veicot tā apkopi. Izmantojiet ērtu krēslu un pielāgojiet darbstacijas augstumu, lai nodrošinātu, ka jūsu rokas un plaukstas locītavas ir neitrālā stāvoklī.
• Pietiekams apgaismojums: Nodrošiniet pietiekamu apgaismojumu, lai samazinātu acu nogurumu. Izmantojiet darba vietas apgaismojumu, lai apgaismotu darba zonu.
• Regulāri pārtraukumi: Ieturiet regulārus pārtraukumus, lai izstaipītos un izkustētos. Veiciet vingrinājumus, lai novērstu stīvumu un nogurumu.
• Ergonomiski instrumenti: Izmantojiet ergonomiskus instrumentus, piemēram, mīkstinātus rokturus un regulējamas uzgriežņu atslēgas, lai samazinātu slodzi uz rokām un plaukstu locītavām.

Praktisks ieteikums: Veiciet savas 3D drukāšanas darba vietas ergonomisku novērtējumu. Identificējiet potenciālos ergonomiskos apdraudējumus un ieviesiet risinājumus to mazināšanai. Konsultējieties ar arodterapeitu vai ergonomistu, lai saņemtu norādījumus.

8. Materiālu apstrāde un uzglabāšana

Pareiza 3D drukāšanas materiālu apstrāde un uzglabāšana ir būtiska, lai novērstu negadījumus un saglabātu materiālu kvalitāti:

• Marķēšana: Skaidri marķējiet visus 3D drukāšanas materiālu konteinerus ar materiāla nosaukumu, brīdinājumiem par bīstamību un derīguma termiņu.
• Uzglabāšana: Uzglabājiet materiālus vēsā, sausā un labi vēdināmā vietā. Turiet materiālus prom no karstuma, dzirkstelēm un atklātas liesmas.
• Noplūdes kontrole: Sagatavojiet noplūdes kontroles materiālus nejaušu noplūžu gadījumā. Ievērojiet DDL ieteikumus noplūžu tīrīšanai.
• Atkritumu likvidēšana: Atbrīvojieties no atkritumiem pareizi saskaņā ar vietējiem noteikumiem. Neizmetiet bīstamos atkritumus parastajos atkritumu konteineros.

Praktisks ieteikums: Izstrādājiet materiālu apstrādes un uzglabāšanas plānu, kas aptver marķēšanu, uzglabāšanu, noplūdes kontroli un atkritumu likvidēšanu. Apmāciet lietotājus par plānu un nodrošiniet, ka viņi to konsekventi ievēro.

9. Rīcība ārkārtas situācijās

Labi definētas ārkārtas procedūras ir ļoti svarīgas, lai efektīvi reaģētu uz negadījumiem un incidentiem:

• Pirmā palīdzība: Turiet labi aprīkotu pirmās palīdzības aptieciņu viegli pieejamā vietā. Pārliecinieties, ka lietotāji ir apmācīti pamata pirmās palīdzības procedūrās.
• Ārkārtas kontakti: Izvietojiet ārkārtas kontaktu informāciju, ieskaitot tālruņa numurus ārkārtas dienestiem, medicīnas iestādēm un saindēšanās informācijas centriem.
• Evakuācijas plāns: Izstrādājiet evakuācijas plānu, kas ietver skaidrus evakuācijas ceļus un pulcēšanās vietas. Regulāri veiciet evakuācijas mācības, lai nodrošinātu, ka lietotāji ir iepazinušies ar plānu.
• Incidentu ziņošana: Izveidojiet sistēmu negadījumu un incidentu ziņošanai. Izmeklējiet visus incidentus, lai identificētu cēloņus un ieviestu korektīvas darbības.

Praktisks ieteikums: Regulāri veiciet drošības auditus savā 3D drukāšanas iestādē, lai identificētu potenciālos apdraudējumus un nodrošinātu, ka tiek ievēroti drošības protokoli. Regulāri pārskatiet un atjauniniet savas ārkārtas procedūras.

Globālie standarti un noteikumi 3D drukāšanas drošībai

Vairāki starptautiski standarti un noteikumi attiecas uz 3D drukāšanas drošību. Šie standarti sniedz norādījumus par dažādiem aspektiem, tostarp materiālu drošību, iekārtu dizainu un darba vietas drošību. Šo standartu ievērošana var palīdzēt nodrošināt drošu un atbilstošu 3D drukāšanas darbību.

• ISO/ASTM 52920:2023: Šis standarts nosaka vispārīgās prasības aditīvās ražošanas procesu veselības un drošības aspektiem. Tas aptver apdraudējumus, kas saistīti ar materiāliem, aprīkojumu un vidi.
• ANSI/RIA TR R15.406-2018: Šis tehniskais ziņojums sniedz norādījumus par riska novērtēšanu rūpnieciskajiem robotiem un robotu sistēmām, ko izmanto aditīvajā ražošanā.
• REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals): Šī Eiropas Savienības regula attiecas uz drošu ķīmisko vielu, tostarp 3D drukāšanas materiālos izmantoto, lietošanu.
• OSHA (Occupational Safety and Health Administration): Lai gan OSHA noteikumi nav īpaši pielāgoti 3D drukāšanai, tie aptver darba drošību kopumā, ieskaitot bīstamības paziņošanu, IAL un ventilāciju.

Praktisks ieteikums: Izpētiet un izprotiet attiecīgos standartus un noteikumus par 3D drukāšanas drošību jūsu reģionā. Ieviesiet politikas un procedūras, lai nodrošinātu atbilstību šīm prasībām.

Drošības apsvērumi dažādās 3D drukāšanas vidēs

Nepieciešamie drošības protokoli var atšķirties atkarībā no vides, kurā notiek 3D drukāšana. Šeit ir daži apsvērumi dažādām vidēm:

1. Mājas vide

Mājas vidē 3D drukāšanas drošība ir īpaši svarīga bērnu un mājdzīvnieku klātbūtnes dēļ. Jāveic šādi pasākumi:

• Atrašanās vieta: Novietojiet 3D printeri labi vēdināmā vietā, kas nav pieejama bērniem un mājdzīvniekiem.
• Korpusi: Izmantojiet drošības korpusu, lai novērstu nejaušu saskari ar karstām virsmām un kustīgām daļām.
• Uzraudzība: Uzraugiet bērnus, kad viņi atrodas 3D printera tuvumā.
• Materiālu izvēle: Izvēlieties materiālus, kas nav toksiski un kuriem ir zemas GOS emisijas, piemēram, PLA.

2. Izglītības vide

Izglītības iestādēs ir svarīgi apmācīt studentus par pareiziem 3D drukāšanas drošības protokoliem un nodrošināt pienācīgu uzraudzību.

• Apmācība: Nodrošiniet visaptverošu apmācību par 3D drukāšanas drošību, ieskaitot bīstamības identifikāciju, IAL un rīcību ārkārtas situācijās.
• Uzraudzība: Cieši uzraugiet studentus 3D drukāšanas aktivitāšu laikā.
• Drošības aprīkojums: Nodrošiniet studentiem piekļuvi atbilstošiem IAL, piemēram, cimdiem, acu aizsarglīdzekļiem un respiratoriem.
• Integrācija mācību programmā: Integrējiet 3D drukāšanas drošību mācību programmā, lai nostiprinātu drošas prakses.

3. Rūpnieciskā vide

Rūpnieciskos apstākļos 3D drukāšanu bieži izmanto liela apjoma ražošanai, kas prasa stingrākus drošības pasākumus.

• Riska novērtējums: Veiciet rūpīgu riska novērtējumu, lai identificētu potenciālos apdraudējumus un izstrādātu atbilstošus kontroles pasākumus.
• Inženiertehniskās kontroles: Ieviesiet inženiertehniskās kontroles, piemēram, lokālo nosūces ventilāciju, drošības korpusus un bloķētājus, lai samazinātu riskus.
• Administratīvās kontroles: Ieviesiet administratīvās kontroles, piemēram, rakstiskas drošības procedūras, apmācību programmas un bloķēšanas/marķēšanas procedūras.
• Individuālie aizsardzības līdzekļi: Nodrošiniet darbiniekiem atbilstošus IAL, piemēram, respiratorus, cimdus un acu aizsarglīdzekļus.

Noslēgums

3D drukāšana piedāvā ievērojamas iespējas inovācijām un radošumam, taču ir ļoti svarīgi par prioritāti noteikt drošību, lai aizsargātu cilvēkus un vidi. Izprotot potenciālos apdraudējumus un ieviešot šajā ceļvedī izklāstītos drošības protokolus, jūs varat izbaudīt 3D drukāšanas priekšrocības, vienlaikus samazinot riskus. Atcerieties, ka drošība ir nepārtraukts process, kas prasa pastāvīgu uzraudzību, apmācību un uzlabojumus. Būt informētam par jaunākajiem standartiem, noteikumiem un labākajām praksēm ir būtiski, lai uzturētu drošu un veselīgu 3D drukāšanas vidi gan mājās, gan izglītībā, gan rūpniecībā. Globālā sadarbība un zināšanu apmaiņa ir atslēga, lai atbildīgi un droši attīstītu 3D drukāšanas tehnoloģiju ikvienam.