積層造形の危険性とは？職場と環境を守る

アディティブ・マニュファクチャリングは、その機能において革命的である一方、慎重に管理する必要があるいくつかの危険性をもたらす。これらの危険は、健康、安全、環境、運用の各リスクにまたがる。これらのリスクを理解することは、この技術を安全かつ持続的に導入するために極めて重要である。主な危険には、有害な粒子状物質への暴露、化学物質の排出、火災や爆発のリスク、人間工学的な課題、廃棄物管理やエネルギー消費に関する環境問題などがある。これらのハザードに対処するには、工学的制御、個人用保護具、適切なトレーニング、安全プロトコルの順守を組み合わせる必要がある。

要点の説明

粒子状物質と化学物質の排出による健康被害：
- 添加物製造工程、特に粉末や樹脂を含む工程では、微小粒子状物質や揮発性有機化合物（VOC）が発生する可能性があります。これらの粒子やヒュームを吸い込むと、呼吸器系の問題、皮膚の炎症、または長期的な健康被害につながる可能性があります。
- 粉末ベースの積層造形に使用されるチタン、アルミニウム、ニッケルなどの金属は、吸い込むと重大な健康リスクを引き起こす可能性があります。
- ステレオリソグラフィのような樹脂ベースのプロセスでは、頭痛やめまいを引き起こす可能性のあるVOCが排出され、長期間さらされるとさらに深刻な健康上の問題を引き起こす可能性があります。
火災と爆発のリスク：
- 金属粉末やポリマーなど、積層造形で使用される材料の多くは非常に可燃性が高い。特に微細な金属粉末は、適切に取り扱わないと爆発性の粉塵雲を発生させる可能性があります。
- これらの材料の不適切な保管や取り扱いは、特に換気や発火源が不十分な環境では、火災や爆発につながる可能性がある。
人間工学的および身体的危険：
- 積層造形装置の操作には、材料の投入、完成部品の取り出し、後処理などの反復作業が含まれることが多い。これらの作業は、適切な人間工学的慣行が守られていない場合、筋骨格系の緊張や怪我につながる可能性があります。
- また、重い機器や資材の移動も、適切なリフト技術や機械的補助具を使用しなければ、身体的危険をもたらす可能性があります。
環境への懸念：
- 積層造形では、未使用の粉末、サポート構造、失敗したプリントなど、大きな廃棄物が発生する可能性があります。環境への影響を最小限に抑えるには、これらの材料の適切な廃棄とリサイクルが不可欠です。
- 特に金属3Dプリンティングのような高温プロセスでは、積層造形装置のエネルギー消費量が大きくなり、カーボンフットプリントが大きくなる可能性があります。
操作および装置関連の危険：
- レーザーや電子ビームを含むような高温プロセスは、オペレーターに火傷の危険をもたらす可能性がある。
- 装置の誤動作や不適切なメンテナンスは、感電や機械的な故障などの事故につながる可能性があります。
- 一部の積層造形プロセスではレーザーを使用するため、目の怪我や皮膚の火傷を防ぐための厳格な安全対策が必要となる。
緩和策：
- 有害な微粒子やヒュームを捕捉し濾過するために、局所排気システムなどの工学的管理を実施する。
- 呼吸器、手袋、安全ゴーグルなどの個人用保護具（PPE）を使用し、危険物への曝露を最小限に抑える。
- 消火システムや防爆設備など、可燃性物質の適切な保管および取り扱い手順を確立する。
- 安全な作業、機器の操作、緊急時の手順について、オペレーターに包括的なトレーニングを提供する。
- 安全で効率的な運転を確保するため、定期的に機器を点検・整備する。
- 責任を持って材料をリサイクルまたは廃棄し、環境への影響を低減するための廃棄物管理計画を策定する。

これらの危険に積極的に対処することで、組織は積層造形の利点を活用しながら、従業員の安全と福利を確保し、環境への悪影響を最小限に抑えることができます。

要約表

ハザードの種類	主要リスク	緩和策
健康被害	粒子状物質、VOC、呼吸器の問題、皮膚の炎症	PPEの使用、換気システムの導入、トレーニングの実施
火災・爆発のリスク	可燃性物質、爆発性粉塵	適切な保管、消火システム、防爆機器
人間工学的危険	反復作業、筋骨格系の緊張、身体的損傷	人間工学的実践、機械的補助、適切な持ち上げ技術
環境への懸念	廃棄物発生量、エネルギー消費量、カーボンフットプリント	廃棄物管理計画、リサイクル、エネルギー効率の高い実践方法
作業上の危険	火傷の危険性、感電、機械の故障	定期的な機器メンテナンス、安全プロトコル、緊急手順