增材制造有哪些危害？降低化学、物理和机械风险

简而言之，增材制造的主要危害分为三类：粉末和烟雾造成的化学暴露、激光和热表面等高能来源造成的物理风险，以及移动机械部件造成的机械危险。这些风险因所使用的具体技术和材料而异，从桌面打印机的轻微问题到先进金属系统带来的重大工业危害。

增材制造独特地将化学加工、高能系统和自动化机械的危害结合到一个单一过程中。最大的疏忽是低估了这些工业级风险，尤其是在实验室或办公室环境中部署该技术时。

化学危害：无形风险

增材制造中最常被低估的危险是化学危险。这些风险源于打印过程中使用的原材料以及这些材料加热或固化时产生的副产品。

细小的金属粉末，特别是铝、钛和镁等活性材料，构成双重威胁。吸入这些微小颗粒可能导致长期的呼吸道损伤和潜在的重金属中毒。

此外，当这些细粉末分散在空气中时，它们会形成可燃粉尘云。静电放电或火花等点火源可能引发剧烈爆炸。这使得粉末处理和清理成为关键的安全程序。

熔化塑料长丝（FDM）或固化液体树脂（SLA、DLP）的过程会释放空气中的排放物。其中包括超细颗粒（UFP），它们可以深入肺部，以及挥发性有机化合物（VOC）。

在通风不良的空间中长时间接触这些排放物可能导致呼吸道刺激和其他健康问题。具体化合物因材料而异，因此查阅每种聚合物的安全数据表（SDS）至关重要。

SLA和DLP打印中使用的光敏聚合物树脂是致敏剂，这意味着反复的皮肤接触可能导致严重的过敏反应和化学灼伤。必须始终避免直接接触。

此外，异丙醇（IPA）等常用作清洁成品部件的溶剂具有高度易燃性。它们的蒸汽可能在封闭空间中积聚，造成火灾或爆炸危险。

机器本身包含强大的系统，如果不遵守安全协议，会带来直接的物理危险。

金属粉末床熔融系统依赖于高功率能源。选择性激光熔融（SLM）中使用的4类激光可能导致直接或甚至反射暴露下的即时、永久性眼睛损伤和皮肤灼伤。

电子束熔融（EBM）系统在运行过程中会产生X射线作为副产品。这些机器需要适当的屏蔽以保护操作员免受辐射暴露。

许多增材制造过程涉及高温。打印喷嘴、加热的构建板和刚完成的部件可能热到足以导致严重灼伤。对于使用高性能聚合物或金属进行打印的系统尤其如此，其温度可能超过几百摄氏度。

与所有工业机械一样，增材制造系统在高压电下运行。不当的维护或改装会造成触电或电弧闪光的重大风险。只有经过培训和授权的人员才能接触内部电气元件。

将先进制造系统视为简单的办公设备是最常见也是最危险的错误。机器运行的环境与机器本身同样重要。

开放办公室中的桌面FDM打印机风险相对较低，主要与VOC排放和热表面有关。相比之下，工业金属粉末床熔融系统是一个复杂的化学和能源系统，需要专门的受控环境和专业基础设施。

危害并非仅限于构建室。最大的暴露通常发生在材料装载、部件移除和后处理过程中。回收和筛分未使用的金属粉末、清洁树脂槽或打磨成品部件等活动会释放最高浓度的有害物质。

标准办公室暖通空调不足以管理大多数增材制造过程的化学排放。专用的通风和排气系统至关重要。此外，个人防护设备（PPE）——例如呼吸器、安全眼镜和耐化学手套——并非可选；它是安全操作这些系统的基本要求。

安全的增材制造操作建立在意识、评估和既定程序的基础上。您的方法应根据您的具体目标和环境量身定制。

最终，将安全作为核心运营价值整合，才能让您充分发挥增材制造的潜力，同时不损害团队的福祉。