Analisi della qualità dell'aria e del rischio associato alle polveri Formlabs

Le stampanti 3D SLS e gli apparecchi per la post-elaborazione della serie Fuse offrono capacità di produzione di livello industriale con una dimensione e un formato accessibili. A differenza di molte altre soluzioni SLS disponibili sul mercato, la serie Fuse non richiede impostazioni complesse per quanto riguarda infrastruttura, ventilazione o requisiti di alimentazione. Grazie alle dimensioni compatte, la stampante Fuse 1+ 30W e gli apparecchi per la post-elaborazione possono essere integrati all'interno di normali uffici, essere trasportati su e giù per le scale e persino essere installati in spazi residenziali. 

Queste considerazioni, insieme a una fascia di prezzo accessibile, consentono alle piccole aziende di introdurre la tecnologia SLS in-house invece di ricorrere all'esternalizzazione, mentre le medie e grandi aziende possono scalare le proprie operazioni con le flotte di stampanti 3D SLS. 

Quando si inizia a lavorare con la stampa 3D SLS o si sta valutando di scalare le proprie operazioni SLS, uno dei principali dubbi riguarda la manipolazione della polvere e l'eventuale difficoltà nel gestirla. La Fuse 1+ 30W e gli apparecchi per la post-elaborazione consentono di rimuovere facilmente la polvere in eccesso dalle parti sinterizzate e di riciclarla, nonché di pulire le parti stesse. Il video qui sotto illustra il flusso di lavoro completo in sei minuti. 

Per fornire ulteriori informazioni sulla salute e sulla sicurezza relative all'utilizzo delle polveri SLS, Formlabs ha richiesto una valutazione della qualità dell'aria da parte di U.S. Compliance, nonché un'analisi del rischio associato a combustibili e polveri da parte di Stonehouse Process Safety. Entrambi gli studi sono stati realizzati presso il centro di ricerca e sviluppo SLS di Formlabs a Somerville, in Massachusetts (Stati Uniti), che dispone di circa 60 stampanti SLS e 15 apparecchi per la post-elaborazione.

Stonehouse Process Safety (Stonehouse) è leader nel settore della prevenzione di esplosioni, incendi e rilasci accidentali di materiale. Fornisce dati di qualità garantita e soluzioni di gestione della sicurezza dei processi. 

Gli esperti di Stonehouse hanno eseguito i test di laboratorio su campioni di sei polveri Formlabs per valutare i dati di esplosività associati. Tra queste vi sono la Nylon 12 Powder, la Nylon 11 Powder, la Nylon 11 CF Powder, la Nylon 12 GF Powder, la TPU 90A Powder e una polvere in fase di sviluppo. 

I test includevano:

1. Test di screening (passa/non passa) per determinare se i particolati sono esplosivi.

2. Misurazione dell'energia minima di ignizione e della temperatura per innescare un incendio.

3. Misurazione della concentrazione minima di polvere sospesa tale da provocare un'esplosione (MEC).

Stonehouse ha condotto un'indagine degli spazi in cui la polvere combustibile era presente o in uso e ha ispezionato le attrezzature utilizzate per la sua lavorazione, come le stampanti Fuse e gli apparecchi per la post-elaborazione.

• Le polveri presentano un basso rischio di ignizione dovuta a scintille e scariche elettrostatiche. L'energia minima di ignizione (MIE) di tutte le polveri è considerata elevata, dai 300 ai 1000 mJ. Neppure forti scariche di scintille emesse da attrezzature con messa a terra dovrebbero essere in grado di generare questo tipo di energia. 

• Le nuvole di polvere presentano un basso rischio di autoignizione se esposte a un ambiente riscaldato, a superfici calde e a scintille da attrito. La temperatura minima di ignizione (MITcloud) di tutti i campioni testati è superiore a 400 °C, che è considerata molto alta. Inoltre, la temperatura minima di ignizione dello strato di polvere su una piastra calda (MITlayer) è superiore a 350 °C. Ciò dimostra che le polveri si infiammeranno solo in caso di incendio.

• Affinché la nuvola sia infiammabile, è necessario che si generino nuvole di polvere estremamente dense. Ciò è dovuto al valore relativamente elevato della minima concentrazione esplosiva (MEC) in confronto alla maggior parte dei prodotti organici. 

Le polveri SLS sono combustibili. Tuttavia, l'analisi svolta da Stonehouse dimostra che, tenendo in considerazione la natura delle polveri Formlabs, i dispositivi di sicurezza incorporati nell'hardware e una regolare manutenzione per evitare l'accumulo di polvere, i rischi di incendi ed esplosioni sono trascurabili.

Il team di ricerca e sviluppo di Formlabs esegue semplici interventi di manutenzione settimanali per garantire che le strutture siano prive di rischi associati alla polvere. L'operazione principale consiste nell'aspirare tutte le superfici per prevenire l'accumulo di polvere. Poiché la struttura di Formlabs è stata classificata come "area non pericolosa", il team utilizza un'aspirapolvere statica dissipativa che segue le linee guida NFPA per il trasporto di polveri combustibili (ATEX Ex II 3D nell'UE). Consulta la pagina di assistenza di Formlabs per tutta la documentazione del prodotto, come la preparazione dell'area di lavoro. 

Se vuoi conoscere altre buone pratiche per le flotte SLS di tutte le dimensioni, scarica il rapporto completo sul DHA nella stampa SLS. In alternativa, contatta il nostro team SLS per valutare i requisiti specifici della struttura e scoprire di cosa hai bisogno per iniziare.