建设更安全的工厂：增材制造在工作场所安全中的作用

由于机器人技术、自动化和数字工作流程的引入，工厂正在迅速发生变化。但是，尽管对安全有潜在影响，但经常被忽视的一项技术是增材制造 (AM)，通常称为 3D 打印。

大多数关于增材制造优势的讨论都集中在速度、成本或减少浪费上。但如果它最大的贡献之一是帮助工厂保护工人呢？

通过重新思考工具、零件和设备的制造方式，增材制造为 EHS 领导者提供了降低车间风险的强大新方法。

什么是增材制造（以及为什么它对安全很重要）？

增材制造使用聚合物、金属或复合材料并遵循数字文件中的设计逐层构建物体。与通过从实心块中去除材料来创建组件的传统加工不同，增材制造仅使用所需的材料，并允许高度定制的几何形状。

对于制造商来说，这种转变不仅仅是效率的问题。它改变了工作的物理条件——工具的处理方式、机器的防护方式、个人防护装备的制造方式，甚至工人与重型或危险材料的互动方式。这就是它的安全价值开始发挥作用的地方。

增材制造如何提高工厂安全

1。减少危险操作

传统的制造方法通常涉及切割、焊接或机械加工，所有这些都会产生火花、烟雾和烧伤的风险。增材制造通过直接打印组件消除了许多这样的步骤。

• 典型的例子：航空航天维修设施可以现场打印替换金属支架。他们无需派遣工人焊接和打磨钢制零件，而是可以安装即用型组件，从而减少接触高温作业和空气中颗粒物的机会。

2。让工具更符合人体工程学

肌肉骨骼损伤是最常见的工作场所危害之一。增材制造允许创建更轻、符合人体工程学优化的夹具、固定装置和手动工具，这些夹具、固定装置和手动工具可以根据人们的实际工作方式进行定制。

• 例证：在汽车工厂，工人们可以使用带有定制手柄的 3D 打印手动工具。更轻的重量和更好的贴合度可以减少重复性压力损伤并减少多个班次的疲劳。

3。机器防护罩和夹具的快速生产

机器防护对于制造安全至关重要，但传统防护装置可能需要数周时间才能采购。增材制造允许公司在几小时内自行设计和打印它们。

• 例证：消费品工厂可以使用聚合物打印机生产定制联锁外壳和旋转轴盖，以替换丢失或损坏的防护装置，从而消除停机时间并快速使设备恢复合规。

4。提高个人防护装备的合身性和有效性

一刀切的个人防护装备并不总是合身，这可能会损害它们提供的保护。增材制造使得为个体工人或特定环境量身定制防护装备成为可能。

• 例证：在 COVID-19 爆发初期，世界各地的制造商使用增材制造技术来生产适合不同脸型的面罩、呼吸器适配器和面罩配件。更好的贴合意味着更好的安全性。

5。减少物料搬运危险

处理原材料坯料、重型库存或多个子部件通常需要叉车和起重机，这会带来碰撞和起重风险。增材制造通过将组件整合为单个轻量级零件来绕过这些步骤。

• 典型的例子：重型设备制造商可以将多件式支架重新设计成单个增材制造单元。这样，他们的工人不再需要抬起并用螺栓固定多个重型零件，从而大大降低了拉伤的风险。

6。实现更安全的原型设计和设计测试

设计缺陷可能会带来隐藏的风险。增材制造让工程师能够在将产品投入最终生产之前快速测试原型（包括安全关键功能）。

• 例证：一家工业工具公司使用增材制造生产多种手柄设计，可以测试每次迭代的防滑性和握持舒适度。这样做可以确保员工可以使用更安全、更可靠的工具，而无需等待昂贵的工具更换。

与增材制造相关的安全风险

虽然增材制造解决了许多传统的安全问题，但它也可能带来必须管理的新问题。其中包括：

• 材料危害：如果处理不当，未固化的树脂、溶剂和粉末会刺激皮肤或肺部。

• 空气中的颗粒：先进增材制造工艺中使用的细金属粉末需要严格的密封和通风以防止暴露。

• 热和火灾风险：加热喷嘴、激光和易燃粉尘会造成烧伤和着火危险。

但好消息是：这些风险已经有详细记录，而且缓解方法也很简单。通风系统、个人防护装备（例如呼吸器和手套）、培训和适当的内务管理实践可以确保增材制造环境的安全。

如果实施正确，增材制造的安全效益将大于风险。

为什么 EHS 领导者应该关注

未来的工厂不仅会更快、更精简，而且会更安全。增材制造为 EHS 领导者提供了一种灵活的工具，可以：

• 主动减少危险操作。

• 设计符合人体工程学、以工人为中心的设备。

• 按需创建安全解决方案，而不是等待供应商数周。

• 打造适合真实人群而非普通人的个人防护装备。

安全专业人员可以将增材制造作为降低工作场所本身危险性的综合策略的一部分，而不是仅仅将其视为一种工程或研发工具。

对于 EHS 专业人士来说，信息很明确：不要仅仅将增材制造视为生产突破。将其视为安全突破 - 一个将风险排除在工厂之外并建立以人为本的工作场所的机会。

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