Библия 3D-печати: опасности технологии SLS и как их избежать

От редакции: предлагаем вторую статью из цикла, посвященного технологии 3D-печати методом селективного лазерного спекания полимерных порошков (SLS). Материал подготовлен московской инженерно-производственной компанией Can Touch, эксплуатирующей SLS 3D-принтер EOS Formiga P100, и публикуется с разрешения авторов. С первым материалом можно ознакомиться по этой ссылке.

В этой главе мы поговорим об опасностях аддитивного производства. Не так давно мы выпустили статью, посвященную безопасности 3D-печати, но сейчас рассмотрим этот вопрос в разрезе технологии SLS. Если кратко: 3D-принтеры — это серьезные профессиональные машины, представляющие немалую опасность при неумелом обращении. В этом руководстве мы расскажем, как избежать основных связанных с 3D-печатью рисков и призываем вас соблюдать осторожность!

В качестве образцового примера SLS-машины мы будем использовать нашу излюбленную Formiga P100 от EOS GmbH (которую мы считали и продолжаем считать лучшим SLS 3D-принтером в мире). Если присмотреться к ней повнимательнее, можно заметить, что машина просто усеяна маленькими предупреждающими наклейками, которые на первый взгляд могут показаться даже забавными. Для опытного же глаза они несут важные сообщения вроде «Данный значок указывает на возможные тяжелейшие неизлечимые травмы при использовании машины вплоть до летального исхода и на возможный серьезный материальный ущерб». И это не пустое заявление, а официальные данные, которыми EOS открыто делится на своих курсах подготовки специалистов SLS 3D-печати и в различных руководствах, посвященных 3D-печатному оборудованию.

В общей сложности эксперты EOS предупреждают о восьми угрозах, исходящих от работающей SLS-машины: 

Общая опасность получения травм при использовании SLS-принтера. Эта наклейка указывает на риск травм разной степени тяжести, а также возможность материального ущерба при работе с 3D-принтером.

Риск получения электрической травмы. Сообщающие об этом наклейки находятся на дверце распределительного шкафа и на обеих крышках вентиляторов камеры извлечения.

Риск ожога. Компоненты машины могут нагреваться до 200°С, а температура в ее рабочей зоне составляет 171°С, поэтому процесс 3D-печати жестко регламентирует необходимое время остывания машины и выращенных в ней деталей. Кстати, не все знают, что внутренние части напечатанного объекта могут оставаться горячими еще несколько суток.

Опасность поскальзывания. Такие предупреждения находятся на обеих заслонках подачи порошка и сзади на самой машине. Почему производитель уведомляет о такой опасности становится ясно в момент установки тяжелых емкостей с порошком на верх машины, стоя на полу, довольно-таки щедро посыпанном тем же порошком.

Целая россыпь наклеек посвящена тому, что внутри SLS-машины скрывается лазер высшего 4-го класса опасности. Для справки: «Лазеры 4-го класса опасности представляют собой лазерные системы большой мощности, способные причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (менее 0,25 с) лазерного излучения. Лазеры данного класса способны причинить значительное повреждение коже человека, а также оказать опасное воздействие на легковоспламеняющиеся материалы». К обслуживанию лазера такой мощности допускаются только сертифицированные сотрудники самой компании EOS GmbH.

Эта наклейка напоминает о необходимости надевать защитные очки при работе с машиной. От лазера 4-го класса опасности они, разумеется, не уберегут (если только их класс защиты не соответствует уровню LB5 при D 10600 нм согласно требованиям стандарта EN 207), а вот от попадания мелкодисперсного полимерного порошка в глаза — вполне. 

Еще одна наклейка запрещает пользоваться вблизи SLS-машины сотовыми телефонами. Это связано с режимом экранирования работающего 3D-принтера от электромагнитного излучения и с различными фокусами, которые могут последовать за его нарушением.

И наконец, абсолютно реальная опасность химического и радиоактивного отравления материалами, которые находятся внутри SLS 3D-принтера. Дело в том, что оптические компоненты объектива, лазерного окна и оптического расширителя машины состоят из токсичного селенида цинка, а их антибликовое покрытие содержит фторид тория (и классифицируется, таким образом, как открытый источник радиоактивного излучения). Компания EOS дает четкие указания по демонтажу и утилизации этих компонентов: все элементы, а также все контактировавшие с ними предметы (например, перчатки, щетки и так далее) должны быть запечатаны в картонную коробку, коробка запаяна в пластиковый мешок, и все это отправлено обратно в компанию.

В случае же нагревания свыше 400°C, (например, во время пожара) компоненты машины источают едкий и крайне токсичный дым (в составе которого присутствуют ZnOx, Se, SeOx, ZnH и H2Se). 

Все эти наклейки сообщают об опасности, которая исходит от работающего SLS 3D-принтера, но машина способна удивить и после прекращения работы. В частности, используемые в ней фирменные полимерные порошки являются горючими и при соединении с воздухом могут создавать взрывоопасную атмосферу. Также немалую опасность представляет чистый кислород, который скапливается в помещении с работающим принтером из-за генерации азота (азот необходим для заполнения камеры построения во время выращивания объектов). В связи со всем вышеперечисленным в помещении для 3D-печати необходимо принять определенные меры безопасности. А именно: устранить все возможные источники воспламенения, повысить влажность (это необходимо для нейтрализации электростатических зарядов), использовать для обслуживания SLS-машины только взрывозащищенные промышленные пылесосы класса не ниже В1, постоянно удалять оседающую пыль, а также избегать подъема полимерного порошка в воздух. 

К сугубо механическим опасностям SLS-машины относится вес отдельных ее компонентов. Так, емкость с порошком может весить до 12 кг, а сменная рама принтера — до 20 кг. При неудачном подъеме любая из них может вызвать травму межпозвоночного диска или просто прищемить пальцы. 

Ну и наконец, альфа и омега технологии SLS — фирменный полимерный порошок, из которого выращиваются объекты. Любой его контакт с кожей или глазами оператора может вызвать опасные для здоровья последствия. Поэтому при работе с ним необходимо носить защитные очки, респиратор с пылевым фильтром класса не ниже P 3, а при использовании порошков типа PrimeCast 100 или PrimeCast 101 от EOS — еще и защитные перчатки. 

На этом мы завершаем главу, посвященную безопасному использованию технологии SLS, и еще раз призываем вас к осторожности! Домашние 3D-принтеры — это маломощные и безопасные устройства, которые рассчитаны на использование в любительской 3D-печати. Если же вам необходимо напечатать целую серию предметов или вырастить сложные функциональные детали, лучше доверить это дело профессионалам 3D-печати, которые прошли нужную подготовку и располагают всем необходимым (в том числе — защитным) оборудованием.

Продолжение следует

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.