金屬粉末3D打印的安全隱患與防護措施

金屬粉末3D打印有著一定的安全隱患,，粉末和惰性氣體使用中的風(fēng)險,，火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險,，粉塵吸入和接觸的風(fēng)險,，惰性氣體窒息的風(fēng)險,。那么如何有效的防范這些風(fēng)險呢,？接下來南極熊與大家共同來領(lǐng)略從防范意識到防范裝備,，金屬3D打印加工所需要注意的事項。

風(fēng)險一：火災(zāi)
防止火災(zāi)的關(guān)鍵是要記住,，引發(fā)火災(zāi)的三要素（“火三角”）：燃料（金屬粉末或煙灰）,，點火源（激光或火花）和氧氣。雖然這些金屬打印設(shè)備的設(shè)計專為在惰性氣體環(huán)境中發(fā)生激光和金屬粉末接觸,，可以說是以安全的方式運行的,。但作為操作人員，在處理粉塵或煙灰時,，應(yīng)避免任何點火源環(huán)境,。這是因為三要素中的兩個已經(jīng)得到滿足：燃料（粉末或煙灰）和氧氣（在開放環(huán)境中）。需要注意消除基本風(fēng)險（包括吸煙等有可能的點火風(fēng)險）,，此外存在的主要風(fēng)險是靜電放電（ESD）,，因此一些必要的防護設(shè)備包括防靜電腕帶是避免意外發(fā)生的有效途徑。

了解粉末的生命周期也有助于防范意外發(fā)生的風(fēng)險,，粉末以罐式的包裝運送到加工現(xiàn)場,，最后作為回收粉末（大部分粉末），或以廢料回收形式被收集起來,�,？雌饋硐喈�(dāng)復(fù)雜,，但是必須了解和遵循的是粉末的整個存在環(huán)境：被產(chǎn)品困住的粉末，要回收的粉末,，被困在過濾器中的煙灰和粉末,，以及積聚在手套上擦拭清潔積累下來的粉末。此外,，內(nèi)部軟管和軸也會積聚粉末,，所有的沉積粉末都需要定期處理。

一些基本的安全措施不可忽視,，在使用機器時,，始終戴上手套，護目鏡和防護服（實驗室外套）,。 即使是使用鍵盤和鼠標(biāo)等最簡單的任務(wù)也需要注意安全,。

保護生命安全，防止火災(zāi)至少有幾個措施可以采�,。�

個人防護裝備（PPE）
PPE是一種自衛(wèi)的防護手段,，如果發(fā)生火災(zāi)，可以有效的保護生命安全,，根據(jù)預(yù)算的不同,，可以配置不同級別的防護裝備：

- 防護服：如果使用活性金屬，可以使用實驗室外套,，覆蓋手臂,，防護手套，防靜電皮帶

- 標(biāo)準(zhǔn)PPE：呼吸器,、丁腈手套,、面罩,、防靜電表帶

- 擴展PPE：標(biāo)準(zhǔn)PPE PLUS,、防火級套裝，防火手套

滅火

滅火方法有幾種,，但是很明顯,，水和二氧化碳對金屬火災(zāi)來說是不安全的選擇。撲滅火災(zāi)時,，金屬火災(zāi)需要使用的是D類滅火器,，這是一個額定為金屬火災(zāi)的滅火器。需要注意的是水對金屬火災(zāi)來說可能是危險的,，需要專業(yè)的消防隊來做出最好的決定,。

粉末儲存

平時，粉末儲存在未開封的罐子,，當(dāng)罐子被打開后,，最好將開封的罐子存放在易燃柜中,，這對于非反應(yīng)性合金不是必需的，但對于活性金屬合金是必需的,。

風(fēng)險二：粉末吸入和接觸

減少粉末吸入風(fēng)險的主要方法是使用呼吸器,。這些方法有多種形式，但是對于這一過程而言,，最為推薦的兩種是帶內(nèi)置面罩的呼吸器,，更優(yōu)選的是PAPR呼吸器，其提供正壓空氣,，推薦使用N95以上的呼吸器過濾器,，但N100是最理想的選擇。

在操作機器時,，需要注意始終佩戴手套,，避免與粉末接觸。這對于在金屬3D打印機區(qū)域外攜帶粉塵的風(fēng)險最小化也是有用的：

開始工作之前,，需要注意放手表,、腕表首飾和手機。

完成工作后,，需要脫掉保護外套,，然后在處理任何其他物品之前將手和手臂肘部輕輕擦拭。

需要考慮安裝一層粘合地板墊,，以便操作人員在走出房間時踩踏,。

金屬粉末安全數(shù)據(jù)

需要確保粉末供應(yīng)商提供所訂購的所有粉末的SDS（安全數(shù)據(jù)表），并將這些表格存放在容易找到的地方,，以方便檢索,。

block 風(fēng)險三：惰性氣體窒息

惰性氣體（氮氣或氬氣）用于為粉末加工過程中提供防止氧化的環(huán)境，這些氣體被存儲在氣瓶（氬氣）中或從發(fā)生器（氮氣）中輸送,。無泄漏的設(shè)施和穩(wěn)定的設(shè)備性能是至關(guān)重要的,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在建造室中無法降低所需的氧氣PPM水平，或者氣體成分發(fā)生比較大的波動,，這些可能與惰性氣體發(fā)生泄漏有關(guān),。設(shè)備的用戶必須知道氣體閥的位置，必要時需要自行關(guān)閉,。

為了防止惰性氣體窒息情況發(fā)生,，一個有效的裝置是氧氣傳感器。這是一種重要的傳感器,，特別是對于安裝有任何依賴于惰性氣體的設(shè)備（包括3D打印機和爐子）的空間中,。如果氧氣含量低于安全值，則會觸發(fā)警報以提醒現(xiàn)場人員立即撤離,。

來源：Dhruv Bhate博士