Nell’affrontare gli aspetti legati alla sicurezza di chi opera nei processi di metal additive manufacturing è molto importante conoscere i simboli di pericolo e warning che sono presenti a bordo macchina o sui materiali che vengono utilizzati. Ad esempio, analizzando i simboli di pericolo presenti sui contenitori contenenti delle polveri metalliche possiamo trovare le seguenti avvertenze.
I segnali di pericolo
Pericolo generale.
Invita l’operatore a prestare attenzione generica e lo avverte riguardo al fatto che sta utilizzando un materiale pericoloso.
Danni alla persona sul lungo periodo.
Questo è il simbolo che più interessa l’operatore in quanto essere umano, poiché lavorando con polveri metalliche è esposto ad un rischio di lungo periodo. Se inalate erroneamente, le polveri metalliche possono portare a fibrosi polmonare. Il nostro organismo non è in grado di espellerle e questo porta alla riduzione della capacità respiratoria.
Tossicità.
I materiali che utilizziamo sono metalli pesanti e quindi sono tossici se inalati o ingeriti.
Pericolo per l’ambiente.
Le polveri metalliche sono metalli pesanti che per l’ambiente esterno, e soprattutto per gli ambienti marini, sono estremamente dannosi. I fanghi prodotti durante le operazioni di pulizia o i filtri sporchi di condensato non vanno gettati nell’ambiente. Tutti i materiali sono estremamente tossici e vanno gestiti come rifiuti speciali seguendo le direttive.
Infiammabilità.
Le polveri, come già detto più volte, sono altamente infiammabili in quanto costituiscono a tutti gli effetti un combustibile che se viene innescato brucia.
Attraverso l’analisi di questi simboli sono stati trattati i rischi legati alle polveri metalliche, fondamentali per poter realizzare componenti tramite processi additive a letto di polveri.
Oltre ai segnali analizzati che possiamo trovare sulle confezioni contenenti polveri metalliche (Figura 2), ne troviamo altri sulle macchine di produzione additiva, che anziché essere di pericolo sono di avvertimento. Nella Figura 3 troviamo, in ordine, i seguenti segnali che avvertono l’operatore dei seguenti pericoli:
a) Infiammabilità
il segnale ricorda all’operatore che sta operando a contatto con materiali infiammabili.
b) Carichi pesanti
le macchine di produzione additiva sono in grado di stampare in volumi di lavoro che superano le dimensioni di 40x40x30 cm e, se riempiti anche solo al 50% con metalli, il peso del job realizzato e quindi della piattaforma carica è importante. Infatti, per sollevare le piattaforme al termine del processo di stampa è necessario utilizzare un lifter apposito.
c) Pericolo generale
nella maggior parte dei casi viene posizionato nelle zone in cui non c’è un pericolo reale, come ad esempio le porte, che se aperte possono costituire un ingombro contro cui sbattere. Non è un rischio specifico come il caso del materiale infiammabile, ma se si dovesse vedere questo simbolo significa, ad esempio, che qualche porta è stata aperta e quindi è bene prestare attenzione e pensare a quello che si sta facendo.
d) Schiacciamento delle mani
aprendo e chiudendo delle porte o semplicemente togliendo o muovendo la piattaforma dall’area di costruzione c’è la possibilità di schiacciarsi le mani, così come quando si muove il recoater (lama che stende la polvere) lungo l’asse x. In quest’ultimo caso, nella maggior parte delle volte, il motore del recoater è dotato di un encoder che controlla l’assorbimento e che, nel momento dell’impatto contro qualcosa, viene fermato dall’intervento del PLC di sicurezza della macchina.
e) Zona esplosiva (ATEX)
Questo segnale lo possiamo trovare sia a bordo macchina e sia negli ambienti in cui è installata, poiché la manipolazione delle polveri può, per svariati motivi accidentali, portare alla creazione di nubi potenzialmente esplosive. Il rischio di esplosione lo si ha quando si crea nell’atmosfera una nube in cui è presente una grande quantità di polvere metallica e ossigeno. Ovviamente per creare l’esplosione è necessario avere l’innesco e questo può essere causato da una scarica elettrostatica o una fiamma libera. Nel caso in cui si arrivi ad avere l’esplosione, essa non è altro che la simultanea combinazione di ossigeno, materiale infiammabile e innesco che si trasformano in un particolare prodotto dato dalla reazione. Se il calore che nasce non può essere scaricato abbastanza rapidamente, si ha un’improvvisa espansione del volume dei gas concomitanti e un rilascio di grande energia termica accompagnata da un’onda di pressione: l’esplosione. Quindi è fondamentale evitare di creare delle scariche elettrostatiche e, per tale ragione, è obbligatorio indossare le scarpe antinfortunistiche di tipo ESD.
f) Superfici calde
all’interno della camera di processo in cui avviene la costruzione dei componenti, il laser fonde il materiale metallico processato portandolo ad elevate temperature che scaldano le superfici circostanti. Il rischio di toccarle con mano c’è e, dunque, è necessario avvertire l’operatore.
g) Laser
i laser utilizzati per i processi L-PBF possono essere di diversa tipologia. Nel caso in cui si utilizzi un processo “Selective Laser Melting” (SLM) si utilizza un laser in fibra ottica di classe 4, completamente invisibile all’occhio umano. È invisibile il laser così come i suoi riflessi e dunque è altamente pericoloso. Le potenze variano tra i 300W e il 1000W e concentrano l’energia in spot variabili tra 50 e 120 micron.
h) Pericolo elettrico
le macchine industriali sono in genere alimentate attraverso prese industriali a 380W. Dall’alimentazione principale vengono poi prelevate delle correnti monofasiche (220-230W) che alimentano le varie utenze a bordo macchina. Dunque, la macchina risulta in tensione e l’operatore deve essere consapevole del rischio presente.
