Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La fabrication additive regroupe un large ensemble de procédés mettant en œuvre une grande diversité de matériaux sous des formes variées. Chaque procédé présente des spécificités qui lui sont propres. Afin d’accompagner les entreprises à la mise en sécurité de leurs installations, il est important de prendre en compte ces spécificités et d’en recenser les risques connus et émergeants. Ce recensement et les recommandations associées s’effectuent sur l’ensemble des étapes de la chaîne de fabrication. Cet article se focalise sur les trois procédés mettant en œuvre des matériaux pulvérulents : projection de liant, fusion sur lit de poudre et dépôt de matière sous énergie concentrée.
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Additive manufacturing brings together a large set of processes with their own specificities and using various materials in different forms. In order to support companies in making their facilities safer, it is important to take into account these specificities and to list know and emerging risks. This inventory and the associated recommendations are carried out at all stages of the manufacturing chain. This article focuses on the three processes dealing with powdery materials: binder projection, fusion on powder bed, deposition of material under concentrated energy.
Auteur(s)
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Olivier DELLEA : Ingénieur Recherche, Université Grenoble-Alpes, CEA, Liten, DTNM, 38000 Grenoble, France
-
Cécile PHILIPPOT : Ingénieure Recherche, Université Grenoble-Alpes, CEA, Liten, DTNM, 38000 Grenoble, France
-
Marion ROUSSELON : Ingénieure Sécurité d’Installation, Université Grenoble-Alpes, CEA, Liten, DTNM, 38000 Grenoble, France
-
Joséphine STECK : Ingénieure Recherche HSE, Université Grenoble-Alpes, CEA, Liten, DTNM, 38000 Grenoble, France
INTRODUCTION
L’objectif de cet article est de présenter les risques professionnels associés et les recommandations nécessaires à trois catégories de procédés de fabrication additive mettant en œuvre des matériaux pulvérulents et nécessitant des énergies d’activation pouvant être élevées telles que celles des laser : la projection de liant, la fusion sur lit de poudre et le dépôt de matière sous énergie concentrée. Pour cela, une section est dédiée à chaque catégorie et détaille toutes les phases de la chaîne de fabrication : le stockage et la préparation de la matière, l’impression de la pièce, les opérations de post-traitement (retrait des supports, dépoudrage…) et de parachèvement (polissage, peinture…).
Les recommandations sont organisées en accord avec la norme XP E67-006 de juillet 2020 par l’aménagement des locaux, la gestion des procédés, puis l’organisation. Il est important de rappeler que cette analyse porte sur les conditions normales de travail et non sur les conditions accidentelles. De plus, les recommandations présentées dans cet article sont spécifiques aux trois catégories de procédés présentées et complètent les recommandations générales détaillées dans l’article [BM 7 995].
Compte tenu de l’évolution rapide du secteur, cet article ne prétend pas dresser une liste exhaustive des matériaux et des étapes de mise en œuvre. L’ordre de réalisation des opérations peut être révisé en fonction des contraintes opérationnelles et des spécificités techniques des pièces à fabriquer. Néanmoins, il constitue une aide pratique pour la sécurisation des procédés de fabrication additive.
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MOTS-CLÉS
fabrication additive Hygiène sécurité et environnement Législation Projection de liant Fusion sur lit de poudre Dépôt de matière sous énergie concentrée
KEYWORDS
additive manufacturing | Occupational safety | Regulation | Binder projection | Fusion on powder bed | Deposition of material under concentrated energy
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
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Présentation
Dépôt de matière sous énergie concentrée
En anglais
2. Fusion sur lit de poudre
Une couche de poudre d’épaisseur contrôlée (aussi appelée « lit de poudre ») est déposée sur un plateau d’impression. Un faisceau d’énergie fond ou fritte localement le lit de poudre. Sur ce lit de poudre est déposée une nouvelle couche de poudre à nouveau fondue ou frittée localement. L’opération est répétée jusqu’à obtention de la pièce (figure 2). À la fin de l’impression, la pièce d’intérêt est entourée de poudre non liée. La suite consiste à retirer la poudre non liée puis la pièce pour réaliser les opérations de post-traitement comme le dépoudrage, et de parachèvement comme la tribofinition.
2.1 Dangers liés aux matières premières mises en œuvre
Les procédés d’impression par fusion sur lit de poudre mettent en œuvre des poudres plastiques, métalliques ou céramiques de granulométrie micrométrique. Les dangers intrinsèques de ces matériaux sont présentés dans le tableau 6.
HAUT DE PAGE2.2 Stockage et manutention des matières
Cette sous-section détaille les étapes qui exposent potentiellement l’opérateur ou les tiers avant la mise en œuvre du procédé de fabrication, de la réception jusqu’au transfert des matières dans la machine (tableau 7).
Les manipulations de produits chimiques sont réduites pour ces étapes du procédé, hormis dans le cas où un reconditionnement est nécessaire. Ainsi, les risques d’inhalation et de contact cutané des produits sont faibles. De la même manière, le risque lié aux machines est limité grâce à l’utilisation d’équipements peu complexes. Néanmoins, une vigilance accrue doit être apportée au risque de manutention et d’incendie/explosion selon le matériau mis en œuvre, car les quantités de produits sont importantes.
Des règles de conception et d’organisation doivent être mises en place afin d’assurer la sécurité des étapes de stockage et manutention des matières, en particulier...
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Fusion sur lit de poudre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUIMON (M.) - La fabrication additive, un empilement de risques ? - Hygiène & sécurité du travail n° 88 (2013).
-
(2) - RICAUD (M.), PATRASCU (C.), MALARD (S.), KELLER (F.X.) - Fabrication additive ou impression 3. - Article de revue, INRS 22 (2021).
-
(3) - INRS - Fiches toxicologiques, publications et outils - https://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox.html.
-
(4) - INRS - Principes généraux de ventilation. - Brochure (2015).
-
(5) - INRS - Base de données plastiques, risque et analyse thermique. - Publications et outils, https://www.inrs.fr/publications/bdd/plastiques.html.
-
(6) - INRS - Détection fixe de gaz et de vapeurs pour l’industrie. - Brochure...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Fabrication additive – Conception – Exigences, lignes directrices et recommandations. - NF EN ISO/ASTM 52910 - Mars 2020
-
Fabrication additive – Sécurité, hygiène et environnement – Exigences liées au matériaux métalliques. - XP E67-006 - Juillet 2020
ANNEXES
Directive 89/391/CEE du Conseil du 12 juin 1989 concernant la mise en œuvre de mesures visant à promouvoir l’amélioration de la sécurité et de la santé des travailleurs au travail (JOCE L. 183 du 29 juin 1989, CELEX :31989L0391).
Directive 2014/34/UE du Parlement européen et du Conseil du 26 février 2014 relative à l’harmonisation des législations des États membres concernant les appareils et les systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosibles (refonte) (JOCE L. 96/309 du 29 mars 2014, CELEX :32014L0034).
Directive 1999/92/CE du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 1999 concernant les prescriptions minimales visant à améliorer la protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs susceptibles d'être exposés au risque d'atmosphères explosives (quinzième directive particulière au sens de l'article 16, paragraphe 1, de la directive 89/391/CEE) (JOCE L. 023 du 28 janvier 2000, CELEX :31999L0092).
Directive 2006/42/CE du Parlement européen et du Conseil du 17 mai 2006 relative aux machines et modifiant la directive 95/16/CE (refonte) (JOCE L. 157/24 du 9 juin 2006, CELEX :32006L0042).
Directive 2012/18/UE du Parlement européen et du Conseil du 4 juillet 2012 concernant la maîtrise des dangers liés aux accidents majeurs impliquant des substances dangereuses, modifiant puis abrogeant la directive 96/82/CE du Conseil (JOCE L. 197/1 du 24 juillet 2012, CELEX :32012L0018).
Règlement (CE) n° 1272/2008 du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 2008 relatif à la classification, à l'étiquetage et à l'emballage des substances et des mélanges, modifiant et abrogeant les directives 67/548/CEE et 1999/45/CE et modifiant le règlement (CE) n° 1907/2006 (JOCE L. 353/1 du 31 décembre 2008, CELEX :2008R1272).
Règlement...
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