Substances dangereuses dans l'impression 3D

Reste à savoir si l'impression 3D - comme on le prédit - a ouvert une nouvelle ère de production. Le grand engouement semble être passé, mais le fait est que la fabrication additive est arrivée dans de nombreux secteurs et commence à changer le monde du travail. Car les avantages pour les constructeurs et les développeurs sont indéniables. Des structures de haute précision et géométriquement complexes, avec des détails en filigrane et même des fonctions intégrées, comme des circuits imprimés, peuvent être fabriquées à partir des matériaux les plus divers.

Additif plutôt que soustractif

Lors des discussions sur les risques de la "fabrication additive", il faut être conscient que l'impression 3D n'est pas une technologie unique ou strictement définie. Le terme englobe plutôt des dizaines de procédés de fabrication, dont les plus importants peuvent être classés dans l'un des types suivants :

• à base de lit de poudre, par ex. fusion sélective au laser et par faisceau d'électrons
• à base de buse, par exemple le rechargement par laser avec de la poudre ou du fil
• l'extrusion de matériaux, qui consiste à chauffer, par exemple, des filaments ou des granulés de plastique
• Photopolymérisation/stéréolithographie, dans laquelle des substances photosensibles se solidifient de manière ciblée sous l'effet de la lumière, par exemple dans la microfabrication additive

Tous les procédés d'impression 3D ont en commun le fait qu'un logiciel découpe l'objet conçu sur ordinateur en couches et le transmet sous forme de modèle de données numériques à l'imprimante, qui assemble la pièce tridimensionnelle couche par couche. Comme les objets sont créés par application plutôt que par enlèvement de matière - comme c'est le cas pour le fraisage, le perçage, le fraisage, le sciage, le rabotage, etc., on parle de fabrication additive par opposition aux procédés traditionnels (généralement soustractifs). Au début, les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique et de l'aérospatiale ainsi que de la technique médicale étaient considérés comme les plus prometteurs, mais de plus en plus de domaines d'application s'y sont ajoutés depuis. Couronnes dentaires ou implants de hanche, bijoux de designer ou pièces de rechange qui ne sont plus disponibles, récifs de corail artificiels ou ponts pour piétons, composants pour fusées spatiales ou pour sous-marins, l'éventail des composants imprimés en 3D est incalculable. Parallèlement, l'espace de construction des imprimantes s'agrandit, les vitesses d'impression augmentent et les procédés d'impression se diversifient, car de nouveaux matériaux de base sont utilisés. Ainsi, l'impression 3D ne se limite plus aux modèles et aux prototypes, mais évolue vers la production en petite série et plus encore.

Risques selon le matériau et le procédé d'impression

Au premier abord, les systèmes de production de la fabrication additive semblent élégants et propres. Par rapport aux procédés classiques, comme l'usinage des métaux, une imprimante 3D est peu bruyante, il n'y a pas de gouttes d'huile ni d'éclaboussures de liquide de refroidissement. Mais un regard plus approfondi sur les aspects de sécurité et de santé révèle des dangers spécifiques aux matériaux et aux technologies. Les imprimantes 3D utilisent principalement des plastiques, des résines et des métaux. De nombreux autres matériaux sont également utilisés, de la céramique aux fibres de carbone, en passant par le béton, la pâte d'amande et même les cellules vivantes. Les matériaux se présentent généralement sous forme de poudre ou de filaments, plus rarement sous forme de pâtes, de films ou de pellets. Le terme "poudre" fait dresser l'oreille de tous les protecteurs de la santé, et un grand nombre des substances de base sont considérées comme des substances dangereuses. D'autres dangers sont liés à la technologie d'impression. Selon le procédé, il existe des sources de rayonnement (laser, UV) ou des buses chaudes, et des substances nocives sont également émises. Il n'y a donc pas un seul risque lié à l'impression 3D, mais il faut examiner dans chaque cas quels matériaux sont traités dans quel type d'imprimante et de quelle manière.

Appliquer les mesures de protection éprouvées à l'impression 3D

La bonne nouvelle est que les risques pour la santé liés à la fabrication additive ne sont pas complètement nouveaux et que des mesures de protection éprouvées sont disponibles. Celles-ci sont souvent déjà mises en œuvre par le fabricant de l'imprimante. Pour de nombreux modèles d'imprimantes 3D, le confinement est devenu un standard, tout comme le fait que le processus d'impression se déroule dans une atmosphère inerte, c'est-à-dire sous gaz protecteur. Pour la manipulation de la poudre, il existe des boîtes à gants bien connues des laboratoires, qui permettent de travailler sans contact avec la poudre, ainsi que d'autres solutions techniques. Néanmoins, toute entreprise qui prévoit l'acquisition d'une imprimante 3D serait bien avisée de réfléchir suffisamment tôt et à l'avance aux mesures de sécurité nécessaires pour protéger les collaborateurs, par exemple

• Quelles sont les conditions d'installation de l'imprimante à respecter, quelles sont par exemple les exigences en matière de température, d'humidité, de taux de renouvellement de l'air, etc.
• L'imprimante peut-elle être placée dans une pièce séparée ou séparée des postes de travail utilisés en permanence ?
• Le sol du local prévu pour l'imprimante est-il facile à nettoyer ?
• Avons-nous besoin d'un contrôle d'accès au poste de travail de l'imprimante 3D ?
• Quelles substances dangereuses solides, liquides et gazeuses seront utilisées, lesquelles seront créées et protégerons-nous l'homme et l'environnement ?
• La protection contre le rayonnement laser ou UV utilisé est-elle garantie ?
• Comment pouvons-nous effectuer sans danger toutes les étapes du processus, y compris le nettoyage, l'entretien, le remplacement des filtres, etc.
• Quelles sont les étapes de la manipulation des poudres telles que le remplissage, la préparation, le tamisage, le mélange, le recyclage des poudres résiduelles, etc. que nous pouvons ou devons rendre inertes ?
• De quel équipement de protection les employés qui manipulent des poudres ont-ils besoin, comme des gants, une protection oculaire, des masques filtrants, éventuellement des combinaisons de protection jetables et des appareils respiratoires à ventilation assistée ?
• Comment empêchons-nous les poudres de se répandre dans d'autres zones de travail, par exemple en utilisant des tapis de sol, des vestiaires, des portes intermédiaires à fermeture automatique, etc.
• Avons-nous besoin d'aspirateurs industriels antidéflagrants avec séparateur d'eau ?
• Avons-nous besoin d'extincteurs spéciaux pour les feux de métaux ?
• Peut-on installer une douche oculaire dans la zone de travail s'il existe un risque d'éclaboussures de liquide ?
• Où et comment voulons-nous stocker la poudre, où pourrait par exemple se trouver une armoire de sécurité F90 ?
• Avons-nous clarifié la manière dont les produits de nettoyage, les condensats de filtre, les liquides provenant de séparateurs humides, etc. contaminés par des poudres sont éliminés de manière appropriée ?

Outre l'évaluation individuelle de la situation sur place, les sources d'information importantes pour chaque utilisateur sont - indépendamment du procédé d'impression - les suivantes

• la notice d'instructions contenant des informations sur les risques résiduels et les mesures de protection
• citer les fiches de données de sécurité des matériaux de base, les risques et les mesures de protection

Le fait que les imprimantes 3D - du moins pour certains procédés d'impression - se trouvent désormais non seulement dans les magasins de bricolage, mais aussi sur les étals des discounters, ne doit pas inciter à faire preuve de négligence en matière de protection de la santé. Pour ces imprimantes 3D de table simples, telles qu'elles sont également utilisées par des particuliers ou dans des écoles, la règle suivante s'applique : si elles sont utilisées conformément à leur destination et aux températures recommandées pour les filaments concernés, les recommandations sont en principe les mêmes que pour les imprimantes traditionnelles installées à l'intérieur. Il est important d'aérer régulièrement et de veiller à ce que les flux d'air sortant ne soient pas dirigés vers le poste de travail. Les risques liés à l'impression 3D, tels que les poussières fines, les substances dangereuses volatiles, les gaz ou les surfaces chaudes, sont connus dans le domaine de la sécurité au travail. Il n'est donc pas nécessaire de développer à nouveau des mesures techniques telles que des ventilations ou des aspirations, des EPI adaptés ou des règles de manipulation des substances dangereuses. Ce qui est déterminant, c'est de déterminer les risques sur place et d'appliquer les mesures qui ont fait leurs preuves ailleurs. C'est particulièrement vrai pour les entreprises issues de la transformation classique des métaux, qui se voyaient jusqu'à présent exposées à des dangers tout autres que les poussières fines ou les COV. Dans ce cas, l'information et la formation des collaborateurs sont des éléments décisifs pour une prévention réussie.

Cet article spécialisé est paru dans l'édition imprimée SAFETY-PLUS 2-2022. Vous voulez lire l'article complet dans ce numéro ? Alors fermez tout de suite ici un abonnement.