快速成型制造虽然具有革命性的功能,但也带来了一些需要谨慎管理的危害。这些危害涉及健康、安全、环境和操作风险。了解这些风险对于确保安全和可持续地采用这项技术至关重要。主要危害包括接触有害颗粒物、化学排放、火灾和爆炸风险、人体工程学挑战以及与废物管理和能源消耗相关的环境问题。要应对这些危害,就必须将工程控制、个人防护设备、适当培训和遵守安全规程结合起来。
要点说明:

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微粒物质和化学排放物对健康的危害:
- 添加剂制造工艺,尤其是涉及粉末或树脂的工艺,会产生微粒物质和挥发性有机化合物 (VOC)。这些微粒和烟雾可被吸入,导致呼吸道问题、皮肤刺激或长期健康影响。
- 粉末增材制造中使用的钛、铝和镍等金属被吸入后会对健康造成严重危害。
- 以树脂为基础的工艺,如立体光刻,会释放出挥发性有机化合物,长期接触会导致头痛、头晕,甚至更严重的健康问题。
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火灾和爆炸风险:
- 快速成型制造中使用的许多材料,如金属粉末和聚合物,都具有高度易燃性。特别是细金属粉末,如果处理不当,会产生爆炸性粉尘云。
- 储存或处理不当可能导致火灾或爆炸,尤其是在通风或火源不足的环境中。
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人体工学和物理危害:
- 快速成型制造设备的操作通常涉及重复性任务,如装载材料、拆卸成品部件或后处理。如果不遵循适当的人体工程学实践,这些任务可能会导致肌肉骨骼劳损或受伤。
- 搬运重型设备或材料时,如果不使用适当的搬运技术或机械辅助工具,也会对身体造成危害。
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环境问题:
- 快速成型制造会产生大量废物,包括未使用的粉末、支撑结构和失败的打印件。要最大限度地减少对环境的影响,必须对这些材料进行妥善处理和回收利用。
- 增材制造设备的能耗,尤其是金属三维打印等高温工艺的能耗,可能相当可观,从而造成更大的碳足迹。
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操作和设备相关危险:
- 高温工艺,如涉及激光或电子束的工艺,会给操作人员带来灼伤危险。
- 设备故障或维护不当可能导致电击或机械故障等事故。
- 在某些增材制造工艺中使用激光需要采取严格的安全措施,以防止眼睛受伤或皮肤灼伤。
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缓解策略:
- 实施工程控制,如局部排气通风系统,以捕获和过滤有害微粒和烟雾。
- 使用个人防护设备 (PPE),包括呼吸器、手套和安全护目镜,以尽量减少与危险材料的接触。
- 为易燃材料制定适当的储存和处理规程,包括灭火系统和防爆设备。
- 为操作员提供有关安全操作、设备操作和应急程序的全面培训。
- 定期检查和维护设备,确保安全高效运行。
- 制定废物管理计划,以负责任的方式回收或处理材料,减少对环境的影响。
通过积极主动地应对这些危害,企业可以利用快速成型制造的优势,同时确保员工的安全和福利,并最大限度地减少对环境的危害。
汇总表:
危害类型 | 主要风险 | 缓解策略 |
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健康危害 | 微粒物质、挥发性有机化合物、呼吸道问题、皮肤刺激 | 使用个人防护设备,安装通风系统,提供培训 |
火灾和爆炸风险 | 易燃材料、爆炸性尘云 | 适当储存、灭火系统、防爆设备 |
人体工学危害 | 重复性工作、肌肉骨骼劳损、身体伤害 | 人体工程学实践、机械辅助工具、正确的搬运技术 |
环境问题 | 废物产生、能源消耗、碳足迹 | 废物管理计划、回收利用、节能实践 |
运行危险 | 烧伤风险、电击、机械故障 | 定期设备维护、安全协议、应急程序 |
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