Contesto e obiettivi dello studio META3D
Il Finnish Institute of Occupational Health, in collaborazione con il gruppo di ricerca Indoor Environment and Occupational Health dell’Università della Finlandia Orientale, ha condotto il progetto META3D per valutare rischi e vie di esposizione chimica nella stampa 3D di componenti metallici. Coinvolgendo tredici realtà industriali e accademiche, lo studio si è proposto di misurare concentrazioni di polveri e metalli in aria e sulla pelle, analizzare gli effetti precoci sull’organismo tramite biomonitoraggio e indagare possibili sintomi riferiti dagli operatori.
Emissione di particolato nelle diverse fasi operative
La stampa laser a letto di polvere metallica (LPBF) richiede fasi che vanno dalla preparazione della polvere e il caricamento nel sistema fino alla post-elaborazione dei pezzi sinterizzati. Durante la fase di fusione stratificata, le apparecchiature prodotte da aziende come EOS, Renishaw e SLM Solutions dispongono di camere chiuse e sistemi di filtrazione che mantengono basse le concentrazioni di particelle in sospensione. Operazioni di setacciatura, pulizia del pezzo e movimentazione del lettino generano livelli di polveri inferiori rispetto al post-processing; tuttavia, è in questa fase che si osservano picchi di rilascio di particelle fini e ultrafini.
Rischio maggiore nella post-elaborazione
Le attività di levigatura, fresatura e separazione dei supporti, eseguite manualmente o con macchine CNC, liberano quantità significative di particolato metallico, spesso composto da leghe di acciaio inossidabile, cromo-nichel e titanio. Le misurazioni condotte sul campo hanno rilevato concentrazioni di nanoparticelle in grado di penetrare fino agli alveoli polmonari. Operatori di strutture come quelle di 3D Systems e AddUp hanno mostrato esposizioni in post-elaborazione fino a dieci volte superiori rispetto alla fase di stampa, con valori di concentrazione che in alcuni casi hanno superato le soglie raccomandate per la protezione della salute.
Protezione individuale e biomonitoraggio
Nonostante la presenza di metalli sulla superficie cutanea e nell’aria, l’uso costante di dispositivi di protezione individuale (DPI) — tra cui maschere P3, guanti resistenti alle particelle e tute ergonomiche — ha impedito l’insorgenza di reazioni infiammatorie delle vie respiratorie. Il biomonitoraggio condotto sui campioni biologici degli addetti non ha evidenziato marcatori di stress ossidativo o danni polmonari, a conferma dell’efficacia delle misure di sicurezza adottate.
Modello per la valutazione del rischio e raccomandazioni operative
Come esito del progetto, è stato sviluppato un modello pratico per l’analisi dei pericoli e la minimizzazione delle esposizioni. Il documento fornisce indicazioni su:
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Scelta di sistemi di aspirazione locali ad alta efficienza
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Organizzazione del flusso di lavoro per separare le aree “pulite” da quelle di post-elaborazione
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Definizione di protocolli di manutenzione e sanificazione delle attrezzature
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Selezione e formazione sul corretto utilizzo dei DPI
Partecipanti e rete di supporto
Oltre al Finnish Institute of Occupational Health e all’Università della Finlandia Orientale, hanno contribuito al progetto aziende e istituti come VTT Technical Research Centre of Finland, DIMECC e vari centri di ricerca coinvolti nell’ecosistema FAME. L’iniziativa ha ricevuto finanziamenti dal Finnish Work Environment Fund e ha visto la partecipazione di imprese che operano nei settori aerospaziale, medicale e automotive, interessate a integrare protocolli di sicurezza avanzati nei propri processi di stampa 3D.
Implicazioni per le imprese di additive manufacturing
I risultati dello studio offrono un quadro concreto per chi utilizza tecnologie LPBF: l’attenzione alla fase di post-processing non può essere trascurata, poiché costituisce il principale punto critico in termini di esposizione a particelle nocive. L’adozione di un sistema di gestione del rischio basato su misurazioni reali e la validazione delle procedure di protezione garantiscono ambienti di lavoro più sicuri e conformi alle normative internazionali in materia di salute e sicurezza.
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Post-processing e sicurezza: il MET A3D del Finnish Institute of Occupational Health
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Nanoparticelle in stampa 3D: dove serve la massima protezione
