Hälso- och säkerhetsrisker med 3D-utskrift
Forskning om hälso- och säkerhetsriskerna med 3D-utskrift är ny och under utveckling på grund av den senaste tidens spridning av 3D-utskriftsenheter. Under 2017 European Agency for Safety and Health at Work publicerat ett diskussionsunderlag om processer och material som är involverade i 3D-utskrift, potentiella implikationer av denna teknik för säkerhet och hälsa på arbetsplatsen och vägar för att kontrollera potentiella faror.
Faror
Utsläpp
Utsläpp från fused filament-skrivare kan inkludera ett stort antal ultrafina partiklar och flyktiga organiska föreningar ( VOC). Toxiciteten från utsläpp varierar beroende på källmaterial på grund av skillnader i storlek, kemiska egenskaper och mängd emitterade partiklar . Överdriven exponering för VOC kan leda till irritation av ögon, näsa och svalg, huvudvärk, förlust av koordination och illamående och vissa av de kemiska utsläppen från fused filament-skrivare har också kopplats till astma . Baserat på djurstudier kan kolnanorör och kolnanofibrer som ibland används vid tryckning av fused filament orsaka lungeffekter inklusive inflammation , granulom och lungfibros när de har nanopartikelstorleken. En från National Institute for Occupational Safety and Health ( NIOSH) noterade att partikelutsläppen från en smält filament nådde sin topp några minuter efter att utskriften startat och återgick till baslinjenivåerna 100 minuter efter att utskriften avslutats. Arbetstagare kan också oavsiktligt transportera material utanför arbetsplatsen på sina skor , kläder och kropp, vilket kan utgöra fara för andra medlemmar av allmänheten.
Lasersintring och laserstrålesmältningssystem för additiv tillverkning har blivit viktigare på senare tid . Institutet för arbetarskydd och hälsa (IFA) genomförde tillsammans med tyska sociala olycksfallsförsäkringsinstitutioner ett mätprogram på inandningsexponering för farliga ämnen vid laseravsättningssvetsning och laserstrålesmältning med legerat stål och nickel- , aluminium- och titanlegeringar . Inga kromföreningar (VI) detekterades i arbetsplatsluften under processen när material innehållande krom bearbetades och bedömningskriterierna uppfylldes vid processer med övriga metallpulver . En anledning till detta är att maskinerna vanligtvis drivs med inkapsling eller dammutsug för att uppnå önskad produktkvalitet. Eftersom många arbetsmoment före och efter processen inklusive hantering av pulver eller pulverdelar utförs manuellt eller halvautomatiskt, finns det enorma effekter på graden av inandningsexponering och de uppmätta värdena varierar stort. Det är därför svårt att härleda skräddarsydda åtgärder för dessa processer.
Utsläpp av kolnanopartiklar och processer som använder pulvermetaller är mycket brännbara och ökar risken för dammexplosioner . Åtminstone ett fall av allvarlig skada noterades från en explosion involverad i metallpulver som användes för tryckning av smält filament.
Övrig
Ytterligare risker inkluderar brännskador från heta ytor som lampor och skrivhuvudsblock, exponering för laser eller ultraviolett strålning, elektriska stötar , mekanisk skada från att bli träffad av rörliga delar och buller och ergonomiska faror . Andra problem rör gas- och materialexponering, särskilt nanomaterial, materialhantering, statisk elektricitet, rörliga delar och tryck.
Faror för hälsa och säkerhet finns också från efterbearbetningsaktiviteter som görs för att färdigställa delar efter att de har skrivits ut. Dessa efterbearbetningsaktiviteter kan inkludera kemiska bad, slipning, polering eller ångexponering för att förfina ytfinishen, såväl som allmänna subtraktiva tillverkningstekniker som borrning, fräsning eller svarvning för att modifiera den tryckta geometrin. All teknik som tar bort material från den tryckta delen har potential att generera partiklar som kan andas in eller orsaka ögonskador om lämplig personlig skyddsutrustning inte används, såsom andningsskydd eller skyddsglasögon. Kaustikbad används ofta för att lösa upp stödmaterial som används av vissa 3D-skrivare som gör att de kan skriva ut mer komplexa former. Dessa bad kräver personlig skyddsutrustning för att förhindra skador på exponerad hud.
Eftersom 3D-avbildning skapar föremål genom att sammansmälta material, finns det risk för skiktseparering i vissa enheter gjorda med 3-D-avbildning. Till exempel, i januari 2013, återkallade det amerikanska medicintekniska företaget DePuy sina knä- och höftprotessystem. Enheterna var gjorda av lager av metall och spån hade lossnat – vilket kunde skada patienten.
Farokontroller
Riskkontroller inkluderar användning av tillverkaren tillhandahållna kåpor och kompletta kapslingar, användning av korrekt ventilation , att hålla arbetare borta från skrivaren, använda andningsskydd , stänga av skrivaren om den har fastnat och användning av skrivare och filament med lägre emission. Personlig skyddsutrustning har visat sig vara den minst önskvärda kontrollmetoden med rekommendation att den endast ska användas för att lägga till ytterligare skydd i kombination med godkänt utsläppsskydd.
Hälsoreglering
Även om det inte finns några gränsvärden för yrkesexponering som är specifika för utsläpp från 3D-skrivare, har vissa källmaterial som används i 3D-utskrift, såsom kolnanofiber och kolnanorör, fastställt yrkesexponeringsgränser för nanopartikelstorleken.
Från och med mars 2018 har den amerikanska regeringen satt emissionsstandarder för 3D-skrivare för endast ett begränsat antal föreningar. Dessutom vänder sig de få etablerade standarderna till fabriksförhållanden, inte hem eller andra miljöer där skrivarna sannolikt kommer att användas.