Sicherere Fabriken bauen:Die Rolle der additiven Fertigung für die Sicherheit am Arbeitsplatz

Fabriken verändern sich dank der Einführung von Robotik, Automatisierung und digitalen Arbeitsabläufen rasant. Doch eine Technologie, die trotz ihrer potenziellen Auswirkungen auf die Sicherheit oft übersehen wird, ist die additive Fertigung (AM), allgemein bekannt als 3D-Druck.

Die meisten Diskussionen über die Vorteile von AM konzentrieren sich auf Geschwindigkeit, Kosten oder Abfallreduzierung. Was aber, wenn einer ihrer größten Beiträge darin besteht, Fabriken beim Schutz ihrer Arbeiter zu helfen?

Indem AM die Art und Weise, wie Werkzeuge, Teile und Ausrüstung hergestellt werden, neu überdenkt, bietet es EHS-Führungskräften leistungsstarke neue Möglichkeiten, Risiken in der Werkstatt zu reduzieren.

Was ist additive Fertigung (und warum ist sie für die Sicherheit wichtig)?

Bei der additiven Fertigung werden Objekte Schicht für Schicht aus Polymeren, Metallen oder Verbundwerkstoffen aufgebaut und Designs in digitalen Dateien verfolgt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Bearbeitung, bei der Komponenten durch Entfernen von Material aus einem massiven Block hergestellt werden, verwendet AM nur das benötigte Material und ermöglicht hochgradig individuelle Geometrien.

Für Hersteller geht es bei diesem Wandel nicht nur um Effizienz. Es verändert die physischen Arbeitsbedingungen – wie Werkzeuge gehandhabt werden, wie Maschinen geschützt werden, wie PSA hergestellt wird und sogar wie Arbeiter mit schweren oder gefährlichen Materialien umgehen. Hier beginnt sein Sicherheitswert zu glänzen.

Wie AM die Fabriksicherheit verbessert

1. Reduzierung der Gefährdung durch gefährliche Vorgänge

Herkömmliche Herstellungsmethoden umfassen häufig Schneiden, Schweißen oder maschinelle Bearbeitung, wodurch Funken, Dämpfe und Verbrennungsgefahr entstehen. AM eliminiert viele dieser Schritte, indem Komponenten direkt gedruckt werden.

Ein typisches Beispiel:Eine Wartungseinrichtung für die Luft- und Raumfahrtindustrie kann Ersatzmetallhalterungen vor Ort drucken. Anstatt Arbeiter zum Schweißen und Schleifen von Stahlteilen zu schicken, können sie gebrauchsfertige Komponenten installieren und so die Belastung durch Heißarbeiten und Schwebstaub reduzieren.

2. Ergonomischere Werkzeuge

Verletzungen des Bewegungsapparates gehören zu den häufigsten Gefahren am Arbeitsplatz. AM ermöglicht die Entwicklung leichterer, ergonomisch optimierter Vorrichtungen, Vorrichtungen und Handwerkzeuge, die an die tatsächliche Arbeitsweise der Menschen angepasst werden können.

Ein typisches Beispiel:In einem Automobilwerk können Arbeiter 3D-gedruckte Handwerkzeuge mit maßgeschneiderten Griffen verwenden. Das geringere Gewicht und die bessere Passform könnten Verletzungen durch wiederholte Belastung reduzieren und die Ermüdung über mehrere Schichten hinweg verringern.

3. Schnelle Produktion von Maschinenschutzvorrichtungen und Vorrichtungen

Maschinenschutzvorrichtungen sind für die Produktionssicherheit von entscheidender Bedeutung, die Beschaffung herkömmlicher Schutzvorrichtungen kann jedoch Wochen dauern. AM ermöglicht es Unternehmen, sie innerhalb weniger Stunden intern zu entwerfen und zu drucken.

Ein typisches Beispiel:Eine Konsumgüterfabrik kann Polymerdrucker verwenden, um maßgeschneiderte Verriegelungsgehäuse und rotierende Wellenabdeckungen herzustellen, um fehlende oder beschädigte Schutzvorrichtungen zu ersetzen, wodurch Ausfallzeiten vermieden werden und die Ausrüstung schnell wieder konform wird.

4. Verbesserung der Passform und Wirksamkeit von PSA

PSA in Einheitsgröße passt nicht immer gut, was den Schutz, den sie bietet, beeinträchtigen kann. AM ermöglicht die maßgeschneiderte Schutzausrüstung für einzelne Arbeiter oder bestimmte Umgebungen.

Ein typisches Beispiel:In den frühen Tagen von COVID-19 nutzten Hersteller auf der ganzen Welt AM, um Gesichtsschutzschilde, Atemschutzmaskenadapter und Maskenanschlüsse herzustellen, die auf unterschiedliche Gesichtsformen zugeschnitten waren. Bessere Passform bedeutete mehr Sicherheit.

5. Reduzierung der Gefahren bei der Materialhandhabung

Für den Umgang mit rohen Knüppeln, schwerem Material oder mehreren Teilkomponenten sind häufig Gabelstapler und Kräne erforderlich, was Kollisions- und Heberisiken mit sich bringt. AM umgeht diese Schritte, indem Baugruppen in einem einzigen, leichten Teil konsolidiert werden.

Ein typisches Beispiel:Ein Hersteller von Schwermaschinen kann eine mehrteilige Halterung in eine einzige AM-gefertigte Einheit umgestalten. Dadurch müssen ihre Arbeiter nicht mehr mehrere schwere Teile anheben und zusammenschrauben, was das Risiko von Verletzungen durch Überlastung deutlich verringert.

6. Ermöglicht sichereres Prototyping und Designtests

Konstruktionsfehler können versteckte Risiken mit sich bringen. Mit AM können Ingenieure Prototypen (einschließlich sicherheitskritischer Funktionen) schnell testen, bevor sie ein Produkt in die Endproduktion schicken.

Ein typisches Beispiel:Ein Industriewerkzeughersteller, der AM zur Herstellung mehrerer Griffdesigns einsetzt, kann jede Iteration auf Rutschfestigkeit und Griffkomfort testen. Dadurch wird sichergestellt, dass Mitarbeiter sicherere und zuverlässigere Werkzeuge verwenden können, ohne auf teure Werkzeugwechsel warten zu müssen.

Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit der additiven Fertigung

Während AM viele herkömmliche Sicherheitsprobleme löst, kann es auch neue Probleme mit sich bringen, die bewältigt werden müssen. Dazu gehören:

Materialgefahren:Ungehärtete Harze, Lösungsmittel und Pulver können bei unsachgemäßer Handhabung Haut oder Lunge reizen.
Partikel in der Luft:Feine Metallpulver, die in fortschrittlichen AM-Prozessen verwendet werden, erfordern eine strenge Eindämmung und Belüftung, um eine Exposition zu verhindern.
Hitze- und Brandrisiken:Erhitzte Düsen, Laser und brennbarer Staub erzeugen Verbrennungs- und Entzündungsgefahr.

Aber hier ist die gute Nachricht:Diese Risiken sind bereits gut dokumentiert und die Methoden zur Schadensbegrenzung sind unkompliziert. Belüftungssysteme, PSA (wie Atemschutzmasken und Handschuhe), Schulungen und ordnungsgemäße Reinigungspraktiken können die Sicherheit von AM-Umgebungen gewährleisten.

Bei richtiger Umsetzung überwiegen die Sicherheitsvorteile der additiven Fertigung die Risiken.

Warum EHS-Verantwortliche aufpassen sollten

Die Fabrik der Zukunft wird nicht nur schneller und schlanker, sondern auch sicherer sein. Die additive Fertigung bietet EHS-Führungskräften ein flexibles Werkzeug, das Folgendes kann:

Reduzieren Sie proaktiv die Gefährdung durch gefährliche Vorgänge.
Entwerfen Sie ergonomische, arbeiterorientierte Geräte.
Erstellen Sie Sicherheitslösungen nach Bedarf, anstatt wochenlang auf Lieferanten zu warten.
Bauen Sie PSA, die echten Menschen passt, nicht Durchschnittsmenschen.

Anstatt AM nur als technisches oder Forschungs- und Entwicklungstool zu betrachten, können Sicherheitsexperten es als Teil einer umfassenden Strategie nutzen, um den Arbeitsplatz selbst weniger gefährlich zu machen.

Für EHS-Experten ist die Botschaft klar:Betrachten Sie AM nicht nur als Produktionsdurchbruch. Betrachten Sie es als einen Durchbruch in der Sicherheit – eine Chance, Risiken aus der Fabrik zu eliminieren und einen Arbeitsplatz zu schaffen, bei dem der Mensch an erster Stelle steht.