News Jeudi 9 juillet 2020 - 09:11

Les risques en fabrication additive métal. Comment se protéger ?

Partagez cette news :

poudre-fabrication-additive-metallique-imagerie-rayon-x-a3dm

Les systèmes de fabrication additive émettent des particules ultrafines de l’ordre de nanoparticules, mais également des composés organiques volatils (COV) dont certains sont odorants, irritants et dangereux. Les niveaux d’exposition sont généralement faibles, mais il reste plus prudent d’assurer une bonne ventilation des bâtiments et d’adopter les bonnes attitudes. Ses systèmes fonctionnent avec des équipements et des matériaux dangereux tels que les lasers, le gaz ou encore certains métaux. Les risques sont multiples et peu d’études, aujourd’hui, permettent de les analyser. A3DM Magazine s’est intéressé aux risques en fabrication additive métal et aux outils pour se protéger.

Quels sont les risques en fabrication additive métal ?

Un rapport du Pôle interministériel de prospective et d’anticipation des mutations économiques (Pipame), datant de 2018, intitulé « L’avenir de la fabrication additive », soulève le problème des risques liés à l'hygiène, la sécurité et l’environnement (HSE). Il existe actuellement un « manque de perspective sur les impacts de la fabrication additive sur la santé et la sécurité ». Il suggère de « caractériser les risques suivants, dans le but de définir un ensemble cohérent de bonnes pratiques basé sur le diagnostic HSE des installations existantes ».

  • Les risques chimiques associés aux résines volatiles lors de la fabrication de pièces en polymère ou métalliques.
  • Les risques d’explosions résultant de l’utilisation de poudres ou de l’accumulation de charges électrostatiques (les poussières de matières mélangées à l’air forment des atmosphères explosives).
  • Les risques chimio-physiologiques liés à l’inhalation de poudres nanométriques ou composés organiques volatils (COV).
  • Les risques spécifiques liés à l’utilisation de faisceaux d’électrons, de lasers et, plus généralement, à l’utilisation de machines.

Avant toute chose, il est important de distinguer les différentes applications. Les systèmes de fabrication industrielle, les matériaux utilisés, etc. n’entraînent pas les mêmes risques et les outils de protection doivent donc être adaptés. La fabrication additive métallique, dans son utilisation, nécessite de prendre de vraies précautions. Nous avons ainsi distingué trois typologies de risques liés à l’impression 3D métal.

  • Les risques liés aux lasers. Ceux-ci présentent un risque non négligeable pour les utilisateurs non avertis. Il convient donc d’appliquer la norme NF EN 60825 – Rayonnement Optique Artificielle, afin de maîtriser l’utilisation de ces outils. Ce risque doit être encadré par l’information et la formation du personnel ainsi que par la mise en place au sein de l’entreprise d’un « Responsable Sécurité Laser niveau 3 » ou d’une « Personne Compétente en Sécurité Laser ».
  • Les risques sanitaires liés aux poudres. La manipulation des poudres, tout au long du processus industriel, nécessite de prendre des précautions quels que soient les matériaux utilisés. La taille des particules utilisées dans les poudres de départ est de l’ordre de quelques dizaines de micromètres. L'inhalation, l'ingestion et le contact de cette poudre avec la peau nécessitent des précautions sur la totalité du processus de fabrication. Certains risques sont avérés pour des poudres de très petites tailles ou contenant des composés d’alliages classés CMR (Cancérigène Mutagènes et Reprotoxiques) comme le cobalt. Les risques pour la santé des opérateurs font que des Équipements de Protection Collectifs et Individuels (EPC / EPI) spécifiques doivent être choisis pour prévenir de toute exposition particulaire des salariés.
  • Le risque d’explosivité, d’inflammabilité et d’hydroréactivité. La réactivité de certains alliages comme les poudres de titane ou d’aluminium avec l’air, l’eau ou d’autres éléments nécessite des équipements industriels adaptés et conçus pour prendre en compte ces risques afin d’éviter tout problème lié à des erreurs de manipulation des utilisateurs.
Image
usine-modulaire-cesi-addup-securite-fabrication-additive

Comment se protéger de ces risques ?

Il existe heureusement des solutions disponibles sur le marché. L’identification de ces différents risques a poussé de nombreux fabricants à développer des systèmes fermés et automatiques pour minimiser l’intervention humaine. La gestion des poudres cependant n’est pas encore complètement automatisée. Elle nécessite donc des compétences et des structures suffisantes. Il est essentiel de sensibiliser et de rappeler les bonnes pratiques, même si les risques ne doivent pas conduire à des contraintes trop excessives qui seraient contreproductives. « Il est également important de réaliser des tests liés aux poudres pour connaître leurs caractères et pouvoir les classer », nous explique Nicolas Balland, responsable QHSE chez AddUp. Voici une liste d’outils essentiels à la protection des risques en fabrication additive métal.

  • Des équipements EPI spécifiques (combinaison intégrale avec masque ventilé pour plus de confort) doivent être choisis pour prévenir de toute exposition particulaire des salariés.
  • Une zone de production additive dédiée permet d’empêcher toute propagation de poudre. Cela consiste à installer les imprimantes dans une zone dédiée dépressurisée sous atmosphère contrôlé, comprenant des sas successifs pour les employés, mais aussi un accès dédié pour les entrée-sortie de matériels. Si l’atelier travaille sur différents matériaux, il est préférable de séparer les zones par matériaux. Des sorties de secours doivent être également mises en place.
  • Les formations spécifiques HSE sécurisent les équipes utilisatrices de la technologie en leur permettant d’acquérir toutes les règles de sécurité à respecter pour pouvoir produire en toute sérénité.
  • Un nettoyage complet très régulier des salles situées dans la zone poudre ainsi qu’une récupération et un traitement des déchets souillés (EPI, produit et textiles de nettoyage, eaux usées) par des sociétés spécialisées.
Image

Une solution de protection mobile et flexible

La société française AddUp se penche, depuis plusieurs années, sur les mesures de contrôle de rejets atmosphériques et les problématiques HSE. Elle tire son expérience de la société Michelin et de son savoir industriel. Elle a développé un système unique sécurisé limitant la contamination, régénérant l’atmosphère et captant toute la fumée, sans modifier l’infrastructure d’un bâtiment.

Le système AddUp FlexCare consiste à créer un espace confiné, un mini-atelier, entièrement protégé dans une cellule de la taille d’un conteneur de 40 pieds, dépressurisé avec une atmosphère filtrée et contrôlée. « Ce système unique et breveté permet de protéger de manière très simple les opérateurs et les bâtiments environnants. Mobile et flexible, il est facilement transportable pour produire au plus proche du besoin », affirme Nicolas Balland. Il permet également de s’adapter au nombre de machines et/ou de pouvoir faire varier le nombre de zones confinées séparées par matériaux utilisés en connectant plusieurs systèmes FlexCare.

Newsletter

Ne manquez plus aucune info sur la fabrication additive