3D打印在制造過(guò)程中對人們的沖擊感往往會(huì )讓使用者忽視了相關(guān)的安全隱患。然而事實(shí)上,沒(méi)有一種類(lèi)型的3D打印機能夠*保證不會(huì )出現操作隱患。讓我們來(lái)看看3D打印機的主要危險類(lèi)別。
1.燒傷
安全風(fēng)險:大多數3D打印機的工作溫度非常高,例如在最常見(jiàn)的FF系統中,熱端溫度可以達到300℃,而金屬3D打印機的溫度只會(huì )更高。在沒(méi)有充分冷卻的情況下接觸熱端很大可能會(huì )有被燙傷的風(fēng)險。雖然許多FFF打印機已經(jīng)配置了高溫提醒功能,但是仍有大部分廉價(jià)機型仍然存在這一風(fēng)險。另外,除了熱端以外,熱床和打印件的溫度狀況也值得注意。
處理方法:
將3D打印機放在孩童和無(wú)關(guān)人員不易接近的區域.
處理3D打印機時(shí)請戴上手套.
使用外殼或各種屏障進(jìn)行保護.
2.夾傷或割傷
安全風(fēng)險:3D打印機本質(zhì)上是機械設備。他們的運動(dòng)系統包括步進(jìn)電機、履帶和滑輪。當這些設備運行時(shí),所有的運動(dòng)都會(huì )增加使用者被3D打印機夾傷的風(fēng)險。打印機會(huì )無(wú)意識地遵循軟件給出的關(guān)于移動(dòng)位置和移動(dòng)速度的代碼。雖然有些機器配置了閉環(huán)系統,能夠檢測碰撞并以適當方式做出反應。然而,大多數3D打印機仍然使用開(kāi)環(huán)系統來(lái)創(chuàng )建運動(dòng)方向,并且許多桌面3D打印機使用開(kāi)放式龍門(mén)結構,因此在機器運行時(shí)將手指伸入非常容易被夾傷。
另外,使用類(lèi)似于FFF系統的3D打印機還需要使用刮刀將模型從熱床上鏟下來(lái),這就伴隨著(zhù)因用力過(guò)猛被刮刀割傷的風(fēng)險。刮刀邊緣的鋒利,和刀片上的污染物會(huì )導致傷口感染,因此不可掉以輕心。此外,從打印件中拆除支撐也會(huì )有被割傷的風(fēng)險。
處理方法:
有財力的可以購買(mǎi)具有碰撞檢測模式的3D打印機,以及優(yōu)質(zhì)可拆卸柔性熱床.
戴上防劃傷手套或其他防護裝備.
使用外殼或各種屏障進(jìn)行保護.
確定打印機處于安全狀態(tài)時(shí)再進(jìn)行接觸.
拆除支撐結構時(shí)減緩動(dòng)作幅度,或使用水溶性材料以及盡量減少支撐結構.
3.火災
安全風(fēng)險:雖然這種狀況發(fā)生概率不大,但3D打印機著(zhù)火的案例確實(shí)存在。在某些情況下,3D打印機的熱量會(huì )引起火災,但也有其他異常情況,例如易燃材料掉入開(kāi)放式龍門(mén)機器中,或者固件故障不斷加熱熱端直到熔化并著(zhù)火。
現在市面上的許多產(chǎn)品對這些問(wèn)題都有保護措施,例如在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)關(guān)機。其中一種保護措施稱(chēng)為熱失控,旨在防止打印機著(zhù)火。當打印機溫度讀數和加熱器斷開(kāi)連接時(shí),可能會(huì )達到危險溫度,成為火災隱患。熱失控通過(guò)跟蹤熱端溫度并及時(shí)關(guān)閉打印機來(lái)防止這種情況發(fā)生。
處理方法:
讓機器時(shí)刻處在監控之下,安裝煙霧探測器并在附近放置滅火器.
確保3D打印機啟用了熱失控保護.
將3D打印機遠離窗簾等易燃材料,盡量放在金屬表面上.
如果沒(méi)有經(jīng)驗,盡量避免使用自組裝3D打印機套件.
4.納米粒子或者有害煙霧
安全風(fēng)險:納米粒子是指在操作過(guò)程中散發(fā)的極微小3D打印材料粒子。例如FFF打印機,線(xiàn)材在擠出過(guò)程中被加熱,這種熱量往往會(huì )將一小部分材料釋放到大氣中。這些顆粒尺寸非常小,能夠在空氣中傳播,并被吸入并滯留在人的肺部。但是這種危險程度差別很大,取決于使用熱量和材料。通常,較高熱量往往會(huì )釋放更多的納米顆粒。還有一些材料在給定的溫度下會(huì )比其他材料散發(fā)出更多的納米顆粒,例如ABS。
同樣,因為加熱散發(fā)出來(lái)的還有揮發(fā)性有機化合物,與空氣中的水滴結合會(huì )形成有害煙霧。有報告聲明長(cháng)期暴露在煙霧之下會(huì )對呼吸系統造成傷害。
處理方法:
使用保護罩封閉設備,或者用空氣過(guò)濾器來(lái)清除納米顆粒.
確保工作區域有良好通風(fēng).
使用相對安全的材料,例如PLA和PETG,并盡量避免在不通風(fēng)的地方使用ABS和尼龍.
可以使用活性炭在吸附ABS材料散發(fā)的有害氣體,例如苯乙烯.
5.材料毒性
安全風(fēng)險:幾乎所有3D打印機樹(shù)脂都有一定程度的毒性,因此制造商建議在處理樹(shù)脂3D打印機及材料時(shí)使用丁腈手套。偶爾有樹(shù)脂接觸皮膚不會(huì )有太大影響,洗去即可。但是,如果長(cháng)期接觸可能會(huì )對身體的免疫系統造成傷害。
處理方法:
處理樹(shù)脂3D打印機和打印件時(shí),始終戴上丁腈手套.
在使用樹(shù)脂打印機以及后處理過(guò)程時(shí),開(kāi)發(fā)“干凈”的工作流程,大程度減少接觸.
6.爆炸
安全風(fēng)險:理論上說(shuō),3D打印機爆炸的概率非常低,但一些3D打印材料如果處理不當確實(shí)會(huì )引發(fā)爆炸。以工業(yè)3D打印機使用的細粉為例,活性金屬粉末就具有爆炸性。例如,鈦這種流行的3D打印金屬材料,如果粉末充分加熱就會(huì )爆炸,這種粉末處理不當導致的爆炸還會(huì )引發(fā)結構火災。
處理方法:
在處理金屬粉末時(shí)絕對遵循安全工作流程.
使用惰性保護氣體,改變制造過(guò)程時(shí)的氣體氛圍.
選用帶有保護裝置的金屬3D打印機.
7.觸電、漏電等電器安全隱患
安全風(fēng)險:3D打印機畢竟是電器,那么,電器安全就是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。電源電壓或者機械靜電有時(shí)會(huì )從3D打印機溢出到整個(gè)金屬框架。前者發(fā)生的原因可能是:接地連接錯誤,電源中的濾波電容器出現故障,無(wú)法將電壓轉儲到地面;或者電源線(xiàn)丟失并與3D打印機框架接觸。另外,部分3D打印機制造商使用電源電壓床加熱器來(lái)縮短加熱時(shí)間。這縮短了加熱時(shí)間,但由于電源線(xiàn)周?chē)鷿撛诘碾娋€(xiàn),并且電線(xiàn)隨著(zhù)時(shí)間的推移會(huì )疲勞,從而增加了風(fēng)險。
處理方法:
確保接地電源正常工作,或使用額外“接地”方式減少機械靜電.
組裝3D打印機套件或進(jìn)行維修時(shí),咨詢(xún)相關(guān)專(zhuān)家或者技術(shù)人員.
將2針插頭連接到3針插頭.
保持環(huán)境濕度在20%-30%之間,降低靜電.
購買(mǎi)帶有封閉式電源(類(lèi)似于筆記本電腦電源)的3D打印機,并連接到普通直流電源插座.
以上是大多數會(huì )發(fā)生的安全問(wèn)題,隨著(zhù)3D打印機和相關(guān)技術(shù)的更新,還會(huì )有各種安全隱患出現。因此,不能因為3D打印看上去比傳統機械加工更安全一些就掉以輕心。