В этом блоге мы рассмотрим основные опасности, связанные с эксплуатацией FDM (fused deposition modeling) принтеров, в которых, в качестве сырья используются пластиковые нити, а также дадим ряд рекомендаций организациям (основываясь на решенном нами кейсе в N-ой крупной компании), применяющих это оборудование и материалы в своей производственной деятельности.
Основные опасности:
1. Опасности, связанные с воздействием аэрозолей преимущественно фиброгенного действия
1.1. Опасности воздействия воздушных взвесей вредных химических веществ
Это одна из основных групп опасностей. И связанна она с материалами, используемыми при 3D-печати, такими как ABS, PLA, NYLON, PETG и др.
Так, например, проведенные исследования показали, что пластиковые нити из акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) при нагреве выделяют более 175 различных летучие органические соединения, включая канцерогены, такие как стирол и метиленхлорид. Нити полимолочной кислоты (полилактид, PLA) выделяют более 50-и идентифицируемых летучих органических соединений (ЛОС), включая 1-бутанол, который может влиять на слизистую глаз, кожу, дыхательную и центральную нервную систему.
1.2. Опасность повреждения органов дыхания частицами пыли.
Проведенные исследования Технологическим институтом Джорджии показали, что многие 3D-принтеры во время работы могут генерировать ультрамелкие частицы (частицы размером менее 0,1 мкм).
Подобные частицы могут вдыхаться и проникать глубоко в легочную систему человека, вызывая раздражение легких, дискомфорт, а также астму. Длительное воздействие частиц может привести к респираторным и сердечно-сосудистым заболеваниям - https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/ehp.1408565 (ссылка на публикацию результатов исследований).
2. Механические опасности
2.1. Опасность наматывания волос, частей одежды, средств индивидуальной защиты
Конструктивно 3D-принтеры состоят из большого количества подвижных частей и механизмов, которые могут располагаться как в закрытом корпусе, так и в открытом, что, безусловно, может представлять опасность для работника, обслуживающего или эксплуатирующего это устройство.
3. Электрические опасности
3.1. Опасность поражения током вследствие контакта с токоведущими частями, которые находятся под напряжением из-за неисправного состояния (косвенный контакт)
Эксплуатация 3D-принтера, как и любого другого электрического устройство, сопряжено с риском получения работником, эксплуатирующим устройство, электротравмы. Безусловно, при правильной эксплуатации принтера этого не когда не случится.
4. Термические опасности
4.1. Опасность ожога при контакте незащищенных частей тела с поверхностью предметов, материалов имеющих высокую температуру.
Принцип работы FDM-принтера основан на плавлении пластиковой нити. При этом, на ряде принтеров нагревается не только печатающая головка, называемая экструдером, но и печатный стол. Температура экструдера работающего принтера, в зависимости от используемых материалов и характеристик получаемых изделий может варьироваться от 170 до 300ºС. Печатный стол на отдельных принтерах может нагреваться до 170ºС.
Не стоит забывать и о высокой температуре материала, используемого при 3D-печати, что также несет в себе риск ожога при соприкосновении c ним. Так, например, температура плавления нити (филамента) ABS составляет около 210-240ºС, а PLA - 160-190ºС.
Кейс
Компания, эксплуатирующая в ряде своих подразделений 3D-принтеры, после жалоб работников на неудовлетворительные условия труда, обратилась к нам с просьбой провести исследования вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также подготовить для них рекомендации по созданию безопасных условий труда на рабочих местах с 3D-принтерами.
Результаты проведенных исследований показали, что общее состояние условий труда по химическому фактору на рабочих местах соответствовало гигиеническим нормам, а концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны не превышала предельно допустимой концентрации.
Наиболее высокие показатели по концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны были выявлены на рабочих местах, размещенных в помещение S=16м2, в которой были установлены 6 принтеров. Так, например, по этановой (уксусной) кислоте (3 класс опасности) и формальдегиду (2 класс опасности) концентрация химических веществ составила 0,5 ПДК (2,5 мг/м3 и 0,25 мг/м3 соответственно), что свидетельствовало о наличии риска угрозы здоровью работников, обусловленного воздействием вредных веществ, выделяющихся при нагреве пластика, в случае реализации ряда следующих неблагоприятных условий:
- увеличение количества эксплуатируемых принтеров в помещении;
- отключение приточно-вытяжной вентиляции;
- при длительном время нахождение работников в помещении с работающими 3D принтерами, превышающем суммарное время включения и настройки принтера, а также снятия готового изделия с печатного стола принтера.
Что касается измерения концентрации пыли, то проведенные исследования показали, что концентрация пыли в воздухе рабочей зоны соответствовала требованиям ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
Ниже приведены советы, которые вы можете использовать, чтобы защитить своих сотрудников от возможных опасностей для здоровья, связанных с эксплуатацией 3D-принтеров.
Требования к оборудованию рабочих мест
Рабочие места, предназначенные для размещения 3D принтеров, должны (по возможности) размещаться в отдельном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией, исключающей концентрацию химических веществ в воздухе рабочей зоны, превышающей ПДК. В организациях, где условия размещения не позволяют выделить под 3D принтеры отдельное помещение, рекомендуется оборудовать место размещения 3D принтеров устройствами местного отсоса воздуха.
Требования к обеспечению работников средствами индивидуальной защиты (СИЗ)
СИЗ необходимы для обеспечения здоровья и безопасности работников на всех этапах эксплуатации принтера - от изготовления изделия до обслуживания принтера. Для работы с 3D-принтером необходимы обычные защитные очки, резиновые перчатки (не из нитрила или латекса), специальная одежда и обувь. В зависимости от типа принтеров и видов печати работникам также могут понадобиться такие СИЗ, как перчатки для защиты от повышенных температур.
Еще один совет, которому должны следовать работники при эксплуатации 3D-принтера - избегать ношения свободной одежды. 3D-принтеры содержат множество движущихся частей и, если работник носит свободную одежду, она может зацепиться за одну из движущихся частей 3D-принтера. Поэтому, вместо свободной одежды рабочие на производстве должны носить плотно прилегающую одежду.
Обеспечение работников средствами индивидуальной защиты, такими как респиратор, является последним средством снижения риска воздействия химических веществ, если другие методы контроля окажутся недостаточными.
Требование к оборудованию и материалам печати
Существует множество материалов для печати, доступных для использования с 3D-принтерами, и каждый обладает присущими только им опасностями.
В связи с этим:
- Контролируйте температуру сопла экструдера на нижнем пределе рекомендованного, производителем диапазона температуры.
- Используйте для печати материал, только рекомендованный его производителем.
- При выборе материалов для печати, для получения информации о безопасности конкретного материала, обязательно ознакомьтесь с паспортом безопасности.
В случае принятия решения об изменении технологии 3D печати и использовании нити из других видов пластика, перед тем как осуществить запуск производства организуйте проведения исследований (измерений) на наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны, чтобы оценить их воздействия на здоровье работников.
