Comment utiliser une imprimante 3D en toute sécurité ?
L’intégration de la fabrication additive en entreprise est désormais une évidence, la technologie offrant une multitude d’avantages tels que des économies de temps, de coût mais aussi une plus grande liberté de conception. Cette intégration n’est toutefois pas évidente et nécessite de se poser quelques questions notamment sur l’environnement de travail dans lequel la machine sera utilisée. En effet, en fonction du procédé d’impression 3D choisi et du matériau employé, certaines mesures de protection doivent être prises et des règles de sécurité sont importantes à considérer.
Qu’il s’agisse de filaments, de résine ou de poudre, de l’utilisation d’un laser ou d’une lumière UV, chaque matériau et chaque procédé doit toujours être utilisé correctement afin d’éviter tout risque potentiel pour la santé. En outre, il est particulièrement important de toujours s’informer sur les mesures de sécurité qui peuvent être prises pour se protéger et protéger son environnement. Dans cet article, vous découvrirez les risques potentiels liés à l’utilisation d’une imprimante 3D et les mesures que vous pouvez prendre pour maintenir un environnement d’impression 3D sûr et protéger votre santé.
Avant l’impression
Avant toute chose, nous souhaitons attirer votre attention sur quelques étapes à suivre avant l’achat de votre imprimante 3D et avant votre première impression.
Les premières étapes vers une impression 3D en toute sécurité
Si vous avez décidé d’acheter une imprimante 3D, voici quelques conseils que vous pouvez appliquer avant même d’investir dans l’équipement de votre choix. Si la machine porte le fameux marquage CE (Conformité Européenne), cela signifie tout d’abord exclusivement que l’imprimante répond aux exigences des directives européennes en vigueur et qu’elle peut être commercialisée au sein des États membres de l’Union européenne ; il ne s’agit donc pas d’une marque de contrôle officielle. D’autres labels peuvent également être intéressants à prendre en compte pour vérifier l’origine d’une machine.
Le « principe STOP »
Examinons maintenant les règles générales de protection selon le principe STOP. Ce principe décrit l’ordre des mesures de protection à respecter et offre surtout aux employeurs, mais aussi aux particuliers, une aide dans le choix et la hiérarchisation des mesures, chaque lettre représentant une directive. Le « S » signifie ici substitution et attire l’attention sur le choix du procédé et du matériel. C’est la mesure de protection la plus importante et la plus efficace et elle doit être envisagée en premier lieu. Elle suppose que tout danger doit être remplacé par un procédé ou un matériau moins nocif afin de minimiser le risque de sécurité dès le départ. La mesure de protection suivante forme le « T » et représente les mesures de protection techniques. Celles-ci comprennent trois mesures – la prise en compte des systèmes fermés, l’utilisation de systèmes d’aspiration ainsi que l’aération et la ventilation des locaux. Le « O » désigne les mesures organisationnelles. Celles-ci doivent être mises en place lorsque l’objectif de protection ne peut être atteint ni par la substitution ni par des mesures techniques. Les mesures organisationnelles peuvent par exemple consister en des règles relatives à une durée de séjour aussi courte que possible afin de réduire l’exposition ou en l’élaboration d’instructions d’exploitation et d’exécution. Enfin, les mesures personnelles doivent être prises en compte. Celles-ci se trouvent en dernière position dans la hiérarchie STOP et doivent être respectées si les mesures précédentes n’offrent pas une protection suffisante en cas d’exposition irrégulière et occasionnelle. Certaines mesures de sécurité dépendent toutefois de la procédure utilisée et peuvent donc varier en conséquence. Nous vous présentons ci-dessous les risques potentiels de certains procédés et matériaux et vous indiquons les mesures techniques, organisationnelles et personnelles que vous pouvez prendre.
Pendant l’impression
Les différentes méthodes d’impression et matériaux associés présentent des risques divers auxquels vous devez faire attention. Ci-dessous, nous attirons votre attention sur les risques potentiels et les mesures à prendre pour l’impression 3D avec des filaments, de la résine, de la poudre et autres.
Utilisation de matériaux sous forme de filaments
Selon le Hubs Report 2023, le dépôt de matière fondue reste le procédé d’impression le plus employé aujourd’hui et de plus en plus d’imprimantes 3D FDM/FFF trouvent une place dans les entreprises et les foyers. Si l’impression 3D avec des filaments semble à première vue inoffensive, il y a des risques pour la santé à garder en tête. Une étude de l’institut de recherche UL a examiné les émissions produites par une imprimante 3D FDM et les a publiées dans un « Guide pour une utilisation sûre de l’impression 3D dans l’enseignement supérieur, UL 200B ». Les chercheurs ont découvert que l’extrusion des matériaux émettait de petites particules et des composés organiques volatils (COV). Les particules ultrafines et les COV peuvent agir comme une sorte de gaz et, lorsqu’ils sont inhalés, peuvent pénètrer profondément dans les poumons et passer dans la circulation sanguine, provoquant ainsi des irritations des yeux, du nez et de la gorge.
Si on se penche sur les filaments employés en FDM, il existe des différences dans la libération de ces substances nocives pour la santé. Il a été constaté que l’ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène) libère des substances chimiques plus toxiques que le PLA (polylactide), car il est fabriqué à partir de pétrole, tandis que le PLA est considéré comme un matériau plus naturel et se compose en partie d’amidon de maïs. Mais même si le PLA est considéré comme plus sûr, des additifs sont généralement ajoutés au matériau, qui libèrent des produits chimiques toxiques sous pression, comme le styrène et le chlorométhyle, des substances qui peuvent irriter les voies respiratoires, les muqueuses et les yeux, et provoquer des maux de tête et des difficultés de concentration si elles sont inhalées directement. Les matériaux les plus préoccupants sont l’ABS, l’ASA (acrylonitrile-styrène-ester acrylique) et le HIPS (High Impact Polystyrene), souvent utilisé pour les supports d’impression.
Il est donc importante de veiller à une protection suffisante si vous utilisez une imprimante 3D FDM. Idéalement, celle-ci ne doit pas se trouver dans des pièces telles qu’une chambre. De plus, il est recommandé de choisir un modèle avec une enceinte fermée. Privilégiez également une machine dotée d’un purificateur d’air HEPA intégré, un « filtre à particules à haute efficacité ». Les imprimantes équipées de ces fonctions, combinées à une aération suffisante de la pièce, offrent généralement déjà une protection suffisante. Néanmoins, il est recommandé d’éviter de rester longtemps à proximité d’une imprimante FDM en fonctionnement et, si cela n’est pas possible, de porter un masque de protection supplémentaire ; dans ce cas, un masque FFP2 ou FFP3 convient pour se protéger contre les particules.
Utilisation de résines liquides
D’autres mesures de sécurité doivent être considérées quand il s’agit de procédé de photopolymérisation comme le SLA, DLP ou encore MSLA, ou de jet de matière. La résine du commerce est généralement composée de mélanges de résines acryliques, époxydes et vinyléthers et peut, au contact de la peau et surtout en cas d’exposition répétée, déclencher des allergies et des réactions qui deviennent plus graves avec le temps. En outre, les vapeurs déclenchées par la pression de la résine synthétique peuvent déjà provoquer de forts maux de tête ainsi que des nausées et des vertiges. Des réactions des yeux et des muqueuses peuvent également se produire. Il est donc indispensable de manipuler ce matériau en toute connaissance de cause. Tout d’abord, il est important de mentionner que la résine synthétique n’est toxique qu’à l’état liquide. Une fois que la pièce a durci, elle peut être prise en main sans problème. Si vous travaillez avec de la résine liquide, vous devez respecter les mesures de protection suivantes afin de garantir une manipulation sûre du matériau.
La résine synthétique est toxique à l’état liquide et ne doit pas entrer en contact avec la peau
Assurez-vous de protéger votre peau avec des gants et des vêtements de protection. Pour les mains, il est recommandé de porter des gants en nitrile ou en vinyle. Ceux-ci offrent une meilleure protection et ont une meilleure résistance aux produits chimiques, contrairement aux gants en latex traditionnels. Les bras, les jambes et le tronc doivent également être entièrement couverts, il peut être utile de porter une blouse de protection. Pour protéger vos yeux, des lunettes de protection résistantes aux produits chimiques sont appropriées, idéalement aussi avec une protection par filtre UV intégrée. Pour éviter d’inhaler les vapeurs de résine, il convient d’utiliser un masque FFP2 ou FFP3. Lors de l’utilisation de résines, une photopolymérisation a lieu, c’est-à-dire le durcissement de la résine au moyen d’une source de lumière, généralement une lumière UV. L’utilisation de certaines de ces lampes UV peut libérer de l’ozone, une substance gazeuse dangereuse qui, même à faible concentration, peut provoquer des réactions au niveau des yeux, du nez, des poumons et de la gorge. Informez-vous auprès du fabricant sur une éventuelle libération d’ozone et, si nécessaire, installez un système d’aspiration avec un filtre approprié ou assurez une ventilation suffisante.
Utilisation de poudres
Poursuivons avec un risque important pour la santé qui peut survenir lors de l’utilisation du frittage sélectif au laser (SLS), du frittage direct au laser métallique (DMLS), du dépôt de matière sous énergie concentrée ou du liage de poudre. Ces procédés utilisent des matériaux pulvérulents, tels que des poudres métalliques ou plastiques, et forment ainsi des substances dangereuses sous forme de particules, c’est-à-dire des poussières. Le risque pour la santé est corrélé à la taille de ces particules : les plus grandes sont arrêtées dans la gorge par les processus de protection naturels du corps. Les plus petites pénètrent toutefois plus profondément dans les poumons et se déposent dans les alvéoles pulmonaires, certaines pouvant même atteindre le sang. Dans ce cas, il est recommandé de porter un masque de protection respiratoire de classe de filtration P2 ou P3, qui retient les particules fines. Il convient également de veiller à une aération régulière de la pièce et à une aspiration correcte du poste de travail. La poussière doit ensuite être éliminée et nettoyée par des méthodes humides ou mouillées ou à l’aide d’aspirateurs ou de dépoussiéreuses appropriées afin d’éviter les dépôts.
Crédits photo : Additive Manufacturing Germany GmbH & Co. KG
Les autres dangers
Outre les risques qui peuvent exister avec les matériaux et les procédés spécifiques, il existe certains dangers dont il faut tenir compte dans l’impression 3D en général. Comme nous l’avons déjà mentionné, l’utilisation d’imprimantes 3D devrait toujours se faire dans des locaux bien aérés où l’on ne séjourne pas pendant de longues périodes. Il faut également toujours garder à l’esprit que les imprimantes 3D fonctionnent à des températures élevées d’environ 200 degrés et peuvent donc présenter un risque de brûlure et d’incendie. Par conséquent, ne touchez pas la buse ou le plateau d’impression, ni l’imprimante elle-même pendant et juste après son fonctionnement, et ne mettez pas les mains dans la chambre d’impression, car les mouvements de l’extrudeur peuvent entraîner des pincements des doigts et des mains. Si vous avez les cheveux longs, attachez-les toujours et évitez les vêtements amples. Évitez de laisser l’imprimante 3D fonctionner sans surveillance. Certains fabricants intègrent des caméras dans les machines, ce qui permet aux utilisateurs de surveiller le processus d’impression à distance afin d’éviter les situations dangereuses.
Après l’impression
Vous connaissez maintenant les dangers potentiels des différents procédés et matériaux d’impression 3D et les mesures de protection que vous pouvez prendre pour une utilisation sûre avant et pendant l’impression 3D. Passons maintenant à la dernière étape après l’impression – l’élimination sûre du surplus de matériau et des supports d’impression.
Éliminer les matériaux d’impression 3D en toute sécurité
Comme nous l’avons déjà mentionné, la résine synthétique est toxique à l’état liquide et ne doit en aucun cas entrer en contact avec la peau. C’est pourquoi il convient de prendre suffisamment de mesures lors de l’élimination de la résine. La résine qui reste après l’impression peut être réutilisée et transférée dans la bouteille. La résine non réutilisable, les objets défectueux, les chiffons (de poche) et les gants utilisés qui sont entrés en contact avec le matériau pendant le processus peuvent généralement être jetés avec les déchets ménagers. Il faut toutefois toujours veiller à ce que la résine ait été entièrement durcie aux UV avant d’être éliminée, car la résine liquide peut encore dégager des substances toxiques et est en outre extrêmement nocive pour l’environnement.
Le filament peut être recyclé à l’aide de machines dédiées (crédits photo : WEVOLVER)
En revanche, il est plus facile d’éliminer le surplus de filament lié à d’éventuelles erreurs d’impression. Généralement, les plastiques traditionnels comme l’ABS, le PLA et l’ASA ou le PETG peuvent être jetés refroidis en toute sécurité dans le sac jaune. Il est toutefois recommandé de collecter les matériaux et de les recycler séparément. Vous pouvez le faire vous-même à l’aide d’appareils de recyclage appropriés ou faire appel à des entreprises spécialisées.
Quelles sont les mesures de sécurité que vous prenez lorsque vous avez recours à l’impression 3D ? Partagez votre expérience dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !
