3Dプリントフィラメントと金属粉末に関する健康と安全に関するアドバイス

南極のクマの紹介: かつて、高活性金属粉末による爆発で深刻な被害を受けた金属 3D プリント工場がありました。3D プリントの安全性と健康の問題は、業界関係者の注目に値します。以下に、ワイヤー 3D プリントの安全ルール、金属粉末 3D プリントの安全ルール、光硬化樹脂 3D プリントの安全ルールを含む 3 つの 3D プリント安全操作ガイドラインを示します。ダウンロードしてご利用ください。

2020 年 5 月、Antarctic Bear は、米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) が職場と家庭における 3D プリント材料の安全性に関する 2 つの新しい規制を発行したことを知りました。最初の規制は、FDM 3D プリンターを操作する際にフィラメントを扱う際の安全対策を詳述しており、2 番目の規制は金属粉末の取り扱いについて規定しています。

この規則にまとめられた情報は、環境保護庁（EPA）と消費者製品安全委員会（CPSC）が3Dプリント排出物の有害な影響について行った作業の要約です。米国国立標準技術研究所 (NIST) による 3D プリントナノマテリアルに関する追加研究も追加されました。

フィラメント 3D プリントの安全ルール

NIOSH ナノテクノロジー研究センター (NTRC) が発行した電線安全規制では、まず考慮する必要がある領域がリストされています。ユーザーは、印刷プロセス中に浮遊する可能性のある揮発性有機化学物質や粒子を吸い込んだり皮膚に触れたりしないようにする必要があります。 FDM プリンターは加熱された可動部品に依存しており、その一部はかなり速く動く傾向があり、作業員に怪我や火傷を負わせる可能性があります。材料の選択に関しては、可能な限り ABS よりも PLA を選択し、専用の換気システム (できれば HEPA) を備えた負圧エリアで 3D プリントを実行する必要があります。

ユーザーは常にその空間にいる他の人に気を配る必要があります。これは、狭いオフィス環境では特に重要です。 3D プリンターが稼働しているときは、プリンターの近くにいる時間を制限し、可能な限りリモートカメラ監視を活用してください。

この規制では、一般的な職場の安全計画や会議に 3D プリント手順を組み込むことも強調されています。非技術系スタッフであっても、3Dプリンターの近くにいる場合は教育とトレーニングを受ける必要があり、作業エリアでの飲食は禁止されています。

フィラメントを使った 3D プリント。画像提供: NIOSH
金属粉末 3D プリントの安全ルール

金属粉規制では、まず金属粉との呼吸や皮膚の接触を避け、静電気による火災や爆発の危険性についてユーザーが認識する必要があると規定されています。金属 PBF パウダーベッド 3D プリンターは、高出力レーザーを使用して粉末粒子を溶かすため、ユーザーはこれらの粉末粒子との接触を避けるように注意する必要があります。ガイドラインによれば、3D プリントは HEPA フィルターを備えた負圧領域で実行する必要があります。火災の場合には消火器も備えておく必要があります。

粉体の取り扱いに関しては、充填とふるい分けは常に閉鎖環境または閉鎖システム内で行う必要があります。部品の洗浄や後処理でも同様で、ルースパウダーは非常に細かく、簡単に広がります。粉体の飛散が発生した場合のリスクを軽減するには、作業エリアの周囲に粘着マットを設置して粉体の粒子を捕捉し、流れを減らす必要があります。

フィラメントのガイドラインと同様に、金属粉末 3D プリントを職場の安全プログラムに含めることが推奨されます。作業エリアでは飲食を控え、必要不可欠な技術者以外の立ち入りは制限する必要があります。金属粉末の反応性を常に考慮する必要があり、作業エリアは湿式洗浄法を使用して毎日清掃する必要があります。

金属粉末を使った 3D プリント。画像提供: NIOSH
あらゆる技術の産業化は、確立され合意された健康と安全の基準と切り離すことはできません。今年初め、Underwriters Laboratories と ASTM International は、3D プリント製造施設の安全管理に関する ASTM-ISO 規格を共同で開発するための覚書 (MoU) に署名しました。

RadTech は、 3D プリント樹脂材料の取り扱いに関する健康と安全に関する一連のルールも公開しており、オフィスの内外で SLA および DLP 3D プリンターを操作する際にユーザーが認識しておくべきリスクを網羅しています。

樹脂ベースの 3D プリンターの動作安全性を考慮する場合、主なリスクは未硬化の残留物/材料との接触から生じることに留意することが重要です。 3D プリントユーザーへの主なアドバイスは、3D プリンターの操作と未硬化樹脂の取り扱いは換気の良い場所で行う必要があるということです。この種の化学物質を取り扱う際には常識のように思えるかもしれませんが、SLA、DLP、LCD 3D プリンターの価格が下がり、より多くの消費者が利用しやすくなるにつれて、UV+EB フォトポリマー業界では、ユーザーとサプライヤーが材料の取り扱いと保護をよりよく理解できるようにするためのガイドを開発しました。

例えば