Опасности для здоровья и безопасности 3D-печати
Исследования здоровья и безопасности для рисков 3D-печати являются новыми и находятся в стадии разработки в связи с недавним распространением устройств 3D-печати. В 2017 году Европейское агентство по безопасности и гигиене труда опубликовало дискуссионный документ о процессах и материалах, используемых в 3D-печати, потенциальных последствиях этой технологии для безопасности и гигиены труда, а также способах контроля потенциальных опасностей. [1]
Опасности
[ редактировать ]Выбросы
[ редактировать ]Выбросы от принтеров с плавленой нитью [2] может включать большое количество ультрамелких частиц [3] и летучие органические соединения (ЛОС). [4] [5] [6] Токсичность выбросов варьируется в зависимости от исходного материала из-за различий в размере, химических свойствах и количестве выбрасываемых частиц. [4] Чрезмерное воздействие ЛОС может привести к раздражению глаз, носа и горла, головной боли, потере координации и тошноте, а некоторые химические выбросы принтеров с плавленой нитью также связаны с астмой . [4] [7] Согласно исследованиям на животных , углеродные нанотрубки и углеродные нановолокна, иногда используемые при печати плавлеными нитями, могут вызывать легочные эффекты, включая воспаление , гранулемы и легочный фиброз, когда они имеют размер наночастиц. [8] Исследование Национального института безопасности и гигиены труда (NIOSH) показало, что выбросы частиц из плавленой нити достигли максимума через несколько минут после начала печати и вернулись к исходному уровню через 100 минут после окончания печати. [4] Работники также могут случайно выносить материалы за пределы рабочего места на своей обуви , одежде и теле, что может представлять опасность для других представителей общественности. [9]
лазерного спекания и лазерной плавки В последнее время все большее значение приобретают системы для аддитивного производства. Институт охраны труда (IFA) совместно с немецкими учреждениями социального страхования от несчастных случаев провел программу измерений ингаляционного воздействия опасных веществ во время лазерной наплавки и лазерной плавки легированных сталей , а также сплавов на основе никеля , алюминия и титана . (VI) не В процессе обработки материалов, содержащих хром, в воздухе рабочего места соединений хрома порошков критерии оценки соблюдались обнаружено, а при обработке остальных металлических . Одной из причин этого является то, что машины обычно работают с герметизацией или пылеудалением для достижения требуемого качества продукции. Поскольку многие рабочие этапы до и после процесса, включая работу с порошком или порошкообразными деталями, выполняются вручную или полуавтоматически, это оказывает огромное влияние на степень ингаляционного воздействия, а измеренные значения сильно различаются. Поэтому трудно разработать индивидуальные меры для этих процессов. [10]
Выбросы углеродных наночастиц и процессы с использованием порошковых металлов очень горючи и повышают риск взрывов пыли . [11] По крайней мере один случай серьезной травмы был отмечен в результате взрыва металлических порошков, используемых для печати плавлеными нитями. [12]
Другой
[ редактировать ]Дополнительные опасности включают ожоги от горячих поверхностей, таких как лампы и блоки печатающих головок, воздействие лазерного или ультрафиолетового излучения, поражение электрическим током , механические травмы от удара движущимися частями, а также шум и эргономические опасности . [13] [14] Другие опасения связаны с воздействием газов и материалов, в частности наноматериалов, обращения с материалами, статического электричества, движущихся частей и давления. [15]
Угрозы для здоровья и безопасности также существуют в результате постобработки, выполняемой для окончательной обработки деталей после их печати. Эти действия по постобработке могут включать химические ванны, шлифование, полировку или воздействие паром для улучшения качества поверхности, а также общие методы субтрактивного производства, такие как сверление, фрезерование или токарная обработка для изменения напечатанной геометрии. [16] Любой метод удаления материала с печатной детали может привести к образованию частиц, которые можно вдыхать или вызывать травмы глаз, если не используются надлежащие средства индивидуальной защиты, такие как респираторы или защитные очки. Каустические ванны часто используются для растворения материала-подложки, используемого некоторыми 3D-принтерами, что позволяет им печатать более сложные формы. Эти ванны требуют средств индивидуальной защиты для предотвращения травм открытых участков кожи. [14]
Поскольку 3D-изображения создают объекты путем объединения материалов, существует риск разделения слоев в некоторых устройствах, созданных с использованием 3D-изображений. Например, в январе 2013 года американская компания по производству медицинского оборудования DePuy отозвала свои системы замены коленного и тазобедренного суставов. Устройства были сделаны из нескольких слоев металла, а стружка отваливалась, что потенциально могло нанести вред пациенту. [17]
Контроль опасности
[ редактировать ]
Средства контроля опасности включают в себя использование поставляемых производителем чехлов и закрытых кожухов, использование надлежащей вентиляции , держать рабочих на расстоянии от принтера, использование респираторов , выключение принтера, если он застрял, а также использование принтеров и нитей с более низким уровнем выбросов. Было установлено, что средства индивидуальной защиты являются наименее желательным методом контроля, и рекомендуется использовать их только для дополнительной защиты в сочетании с утвержденной защитой от выбросов. [4]
Регулирование здоровья
[ редактировать ]Хотя не существует ограничений профессионального воздействия, специфичных для выбросов 3D-принтеров, некоторые исходные материалы, используемые в 3D-печати, такие как углеродное нановолокно и углеродные нанотрубки, установили пределы профессионального воздействия для размера наночастиц. [4] [18]
По состоянию на март 2018 года [update] Правительство США установило стандарты выбросов 3D-принтеров только для ограниченного числа соединений. Более того, немногие установленные стандарты касаются заводских условий, а не домашних или других условий, в которых могут использоваться принтеры. [19]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ EU-OSHA, Европейское агентство по безопасности и здоровью (7 июня 2017 г.). «3D-печать и мониторинг рабочих: новая промышленная революция?» . osha.europa.eu . Проверено 31 октября 2017 г.
- ^ Каду, Ноэми (25 апреля 2023 г.). «Какая нить 3D-принтера излучает больше всего наночастиц?» . Альвео3D . Проверено 7 февраля 2024 г.
- ^ ЛУКАС, МАРТИНИ. «Выбросы наночастиц при аддитивном производстве и измерения эффективности фильтров P3D» (PDF) . Альвео3D .
- ^ Jump up to: а б с д и ж «Меры контроля, критически важные для 3D-принтеров» . Раунды исследований NIOSH . Национальный институт безопасности и гигиены труда США. Июнь 2016 года . Проверено 3 июля 2017 г.
- ^ Азими, Пархэм; Чжао, Дэн; Пузе, Клэр; Крейн, Нил Э.; Стивенс, Брент (2 февраля 2016 г.). «Выбросы сверхтонких частиц и летучих органических соединений из имеющихся в продаже настольных трехмерных принтеров с несколькими нитями накаливания» . Экологические науки и технологии . 50 (3): 1260–1268. Бибкод : 2016EnST...50.1260A . дои : 10.1021/acs.est.5b04983 . ISSN 0013-936X . ПМИД 26741485 .
- ^ Стефаньяк, Александр Б.; ЛеБаф, Райан Ф.; Йи, Цзинхай; Хэм, Джейсон; Нуркевич, Тимоти; Швеглер-Берри, Дайан Э.; Чен, Бин Т.; Уэллс, Дж. Рэймонд; Дулинг, Мэтью Г. (3 июля 2017 г.). «Характеристика химических загрязнений, образующихся с помощью настольного трехмерного принтера, моделирующего наплавлением» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 14 (7): 540–550. дои : 10.1080/15459624.2017.1302589 . ISSN 1545-9624 . ПМК 5967408 . ПМИД 28440728 .
- ^ «Безопасна ли 3D-печать» . Американская ассоциация промышленной гигиены . 3 мая 2017 года . Проверено 29 июля 2017 г.
- ^ «Текущий аналитический бюллетень 65: Профессиональное воздействие углеродных нанотрубок и нановолокон» . Национальный институт охраны труда США . 2013. doi : 10.26616/NIOSHPUB2013145 . Проверено 20 июня 2017 г.
- ^ Рот, Гэри А.; Джерачи, Чарльз Л.; Стефаньяк, Александр; Мурашов Владимир; Ховард, Джон (4 мая 2019 г.). «Потенциальные профессиональные опасности аддитивного производства» . Журнал гигиены труда и окружающей среды . 16 (5): 321–328. дои : 10.1080/15459624.2019.1591627 . ISSN 1545-9624 . ПМК 6555134 . ПМИД 30908118 .
- ^ Немецкое социальное страхование от несчастных случаев (DGUV): Р. Байссер, М. Букструп, Д. Фендлер, Л. Хоэнбергер, В. Казда, Ю. фон Меринг, Х. Ниманн, К. Питцке, Р. Вайс: Воздействие металлов при вдыхании. при аддитивных процессах (3D-печать). Опасные вещества – чистота. Воздух 77 (2017) №. 11/12, с. 487-496. (с разрешения Springer-VDI-Verlag, Дюссельдорф) ( https://www.dguv.de/medien/ifa/de/pub/grl/pdf/2018_148.pdf )
- ^ Туркевич Леонид А.; Фернбак, Джозеф; Дастидар, Ашок Г.; Остерберг, Пол (1 мая 2016 г.). «Потенциальная взрывоопасность углеродсодержащих наночастиц: скрининг аллотропов» . Горение и пламя . 167 : 218–227. Бибкод : 2016CoFl..167..218T . дои : 10.1016/j.combustflame.2016.02.010 . ПМЦ 4959120 . ПМИД 27468178 .
- ^ «После взрыва OSHA Министерства труда США обвиняет фирму, занимающуюся 3D-печатью, в том, что она подвергала рабочих воздействию горючего металлического порошка и опасности поражения электрическим током» . Управление по охране труда США . 20 мая 2014 года. Архивировано из оригинала 3 августа 2017 года . Проверено 3 июля 2017 г.
- ^ Рот, Гэри А.; Стефаньяк, Александр; Мурашов Владимир; Ховард, Джон (2 апреля 2019 г.). «Потенциальные опасности аддитивного производства» . Научный блог NIOSH . Проверено 30 мая 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Безопасность 3D-печати» (PDF) . Экологическая безопасность и гигиена окружающей среды Университета Карнеги-Меллона .
- ^ Фугес, Кристина М. «Изменение правил» . аддитивное производство.медиа . Проверено 30 октября 2017 г.
- ^ «Полное руководство по отделке 3D-печатных деталей | Fictiv – Руководство по аппаратному обеспечению» . fictiv.com . Проверено 19 октября 2017 г.
- ^ Мэтьюз, Ричард. «Предлагаемые новые правила для медицинских устройств, напечатанных на 3D-принтере, должны пойти дальше» . Разговор . Проверено 3 октября 2018 г.
- ^ Дам, Мэтью М.; Эванс, Дуглас Э.; Шубауэр-Бериган, Мэри К.; Берч, Эйлин М.; Фернбак, Джозеф Э. (1 июля 2012 г.). «Оценка профессионального воздействия на предприятиях первичного и вторичного производства углеродных нанотрубок и нановолокон» . Анналы гигиены труда . 56 (5): 542–56. дои : 10.1093/annhyg/mer110 . ISSN 0003-4878 . ПМЦ 4522689 . ПМИД 22156567 .
- ^ Пелли, Джанет (26 марта 2018 г.). «Выбросы 3D-принтеров вызывают обеспокоенность и требуют оперативного контроля» . Новости химии и техники . 96 (13). ISSN 1520-605X . OCLC 244304576 . Проверено 18 октября 2018 г.