VDI 3405 Blatt 6-1-2019 增材制造工艺激光束熔融金属粉末的操作安全性

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ICS 13.

110,

25.030 VDI-RICHTLINIEN

November 2019

VEREIN

DEUTSCHER

INGENIEURE

Additive Fertigungsverfahren

Anwendersicherheit beim Betrieb der Fertigungsanlagen

Laser-Strahlschmelzen von Metallpulvern

Additive manufacturing processes

User safety on operating the manufacturing facilities

Laser beam melting of metallic parts

VDI 3405

Blatt 6.1 / Part 6.1

Ausg. deutsch/englisch

Issue German/English

Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-

ative. No guarantee can be given with respect to the English

ranslation.

VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL)

Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren

VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fertigungsverfahren

Frühere Ausgabe: 06.18 Entwurf, deutsch

Former edition: 06/18 Draft, in German only

Inhalt Seite Contents Page

Vorbemerkung ......................................................... 3

Einleitung ................................................................. 3

1 Anwendungsbereich ......................................... 3

2 Normative Verweise .......................................... 4

3 Begriffe .............................................................. 4

4 Abkürzungen ..................................................... 6

5 Potenzielle Gefährdungen beim Laser-

Strahlschmelzen ............................................... 7

5.1 Wareneingangskontrolle und

Pulverprüfung im Rahmen der

Wiederaufbereitung .................................... 8

5.2 Lagerung von Pulvermaterialien ................ 8

5.3 Pulvervorbereitung und

Wiederaufbereitung von Pulver (Sieben) ... 8

5.4 Anlagenvorbereitung .................................. 9

5.5 Bauprozess – Betrieb der

Maschine .................................................... 9

5.6 Schritte der Bauteilentnahme ................... 10

5.7 Schritte der Bauteilnachbearbeitung ........ 11

5.8 Abfalllagerung ......................................... 13

6 Potenzielle Gefährdungen bei Reinigung,

Wartung, Umbau und Instandhaltung ........... 14

6.1 Reinigung für Pulverwechsel ................... 14

6.2 Wechsel der Umluftfilter ......................... 14

6.3 Reinigung der Räumlichkeiten ................. 15

6.4 Eingriff in die Anlage im Rahmen von

Vermessung und Kalibrierung

(Überbrückung) ........................................ 15

6.5 Umbauten und Eingriff in Anlagen

(Überbrückung) ........................................ 15

6.6 Externe Dienstleister und Besucher ......... 16

7 Gefährdungsbeurteilung und Rangfolge

der Schutzmaßnahmen................................... 16

7.1 Gefährdungsbeurteilung ........................... 16

7.2 Rangfolge der Schutzmaßnahmen ............ 17

Preliminary note ....................................................... 3

Introduction.............................................................. 3

1 Scope ................................................................. 3

2 Normative references ....................................... 4

3 Terms and definitions ...................................... 4

4 Abbreviations .................................................... 6

5 Potential hazards with laser beam

melting ............................................................... 7

5.1 Incoming goods inspection and

powder testing as part of

reprocessing ............................................... 8

5.2 Storage of powder materials ...................... 8

5.3 Powder preparation and reprocessing

of powder (sieving) .................................... 8

5.4 Machine preparation .................................. 9

5.5 Build process – Operation of

the machine ................................................ 9

5.6 Steps in part removal ............................... 10

5.7 Steps in post-processing of parts ............. 11

5.8 Waste storage ........................................... 13

6 Potential hazards for cleaning,

maintenance, conversion, and repair ........... 14

6.1 Cleaning for powder change .................... 14

6.2 Changing the recirculated air filters ......... 14

6.3 Cleaning the premises .............................. 15

6.4 Intervention in the machine in the

scope of measurement and calibration

(by-pass) .................................................. 15

6.5 Modifications and intervention in

machines (by-pass) .................................. 15

6.6 External service providers and visitors .... 16

7 Risk assessment and sequence of

protective measures ....................................... 16

7.1 Risk assessment ....................................... 16

7.2 Sequence of protective measures ............. 17

– 2 – VDI 3405 Blatt 6.1 / Part 6.1

Inhalt Seite

8 Empfehlungen für die arbeitssichere

Prozessgestaltung .......................................... 18

8.1 Wareneingangskontrolle und

Pulverprüfung im Rahmen der

Wiederaufbereitung .................................. 19

8.2 Lagerung von Pulvermaterialien und

bauliche Anforderungen an die

Pulverlagerung ......................................... 19

8.3 Pulvervorbereitung und

Wiederaufbereitung von Pulver (Sieben) . 20

8.4 Anlagenvorbereitung ................................ 20

8.5 Betrieb der Maschine ............................... 21

8.6 Schritte der Bauteilentnahme ................... 22

8.7 Schritte der Bauteilnachbearbeitung .......... 24

8.8 Abfalllagerung ......................................... 26

9 Empfehlungen für die Gestaltung der

Arbeiten bei Reinigung, Wartung, Umbau

und Instandhaltung ......................................... 27

9.1 Reinigung für Pulverwechsel ................... 27

9.2 Wechsel der Umluftfilter ......................... 28

9.3 Reinigung der Räumlichkeiten ................. 28

9.4 Externe Dienstleister und Besucher ......... 29

10 Persönliche Schutzausrüstung (PSA)

und Verhaltenshinweise ................................. 29

10.1 Handschutz ............................................... 29

10.2 Hautschutz ............................................... 30

10.3 Atemschutz .............................................. 30

10.4 Kleidung und Schuhe ............................... 31

Anhang A Checkliste für den arbeitssicheren

Technologieeinstieg............................ 32

Anhang B Beispielhafte Lastenrechnung zur

Lüftungsdimensionierung ................... 34

Schrifttum .............................................................. 36

Contents Page

8 Recommendations for occupationally

safe process design ....................................... 18

8.1 Incoming goods inspection and

powder testing as part of

reprocessing ............................................. 19

8.2 Storage of powder materials and

construction requirements for powder

storage ...................................................... 19

8.3 Powder preparation and reprocessing

of powder (sieving) .................................. 20

8.4 Machine preparation ................................ 20

8.5 Operation of the machine ......................... 21

8.6 Steps in part removal ............................... 22

8.7 Steps in post-processing of parts ............... 24

8.8 Waste storage ........................................... 26

9 Recommendations for the design of work

for cleaning, maintenance, conversion,

and repair ........................................................ 27

9.1 Cleaning for powder change .................... 27

9.2 Changing the recirculated air filters ......... 28

9.3 Cleaning the premises .............................. 28

9.4 External service providers and visitors .... 29

10 Personal protective equipment (PPE) and

instructions for conduct ................................ 29

10.1 Hand protection ....................................... 29

10.2 Skin protection ......................................... 30

10.3 Breathing protection ................................ 30

10.4 Clothes and shoes .................................... 31

Annex A Checklist for safely getting started

with technology ..................................... 32

Annex B Example load calculation for

ventilation dimensioning ....................... 34

Bibliography .......................................................... 36

VDI 3405 Blatt 6.1 / Part 6.1 – 3 –

Vorbemerkung

Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter

Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der

Richtlinie VDI 1000.

Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser

Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.

Eine Liste der aktuell verfügbaren Blätter dieser

Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter

www.vdi.de/3405.

Preliminary note

The content of this standard has been developed in

strict accordance with the requirements and rec-

ommendations of the standard VDI 1000.

We wish to express our gratitude to all honorary

contributors to this standard.

A catalogue of all available parts of this series of

standards can be accessed on the Internet at

www.vdi.de/3405.

Einleitung

Diese Richtlinie beschreibt ein einheitliches Vor-

gehen, um den sicheren Betrieb von additiven Fer-

tigungsanlagen, die Metallpulver mit dem Laser-

Strahlschmelzverfahren (siehe VDI 3405 und

VDI 3405 Blatt 2) verarbeiten, zu gewährleisten.

Die Relevanz und Anwendbarkeit bestehender

Vorschriften benachbarter Technologiefelder wie

der Schweißtechnik, der Pulvermetallurgie und der

Nanopartikel wird im Einzelfall bewertet. Es wer-

den relevante technische Regeln, Vorschriften und

Gesetze aufgeführt und Empfehlungen gegeben

wie diese bei den unterschiedlichen Schritten des

Laser-Strahlschmelzens praktisch umgesetzt wer-

den können.

Die Motivation für die Erstellung dieser Richtlinie

bestand auch darin, dass es in der Vergangenheit

zu gefährlichen Zwischenfällen kam, die bei-

spielsweise zu Bränden und Verpuffungen geführt

haben. Anwendern soll mit diesem Dokument ein

Hilfsmittel zur Verfügung gestellt werden, das

Antworten oder Hinweise auf möglichst alle Fra-

gen gibt, die im Zuge der Erarbeitung oder Auf-

rechterhaltung eines sicheren Betriebs von Laser-

Strahlschmelzanlagen aufkommen.

Introduction

This standard describes a uniform procedure to

guarantee the safe operation of additive manufac-

turing machines, which process metal powder by

means of laser beam melting (see VDI 3405 and

VDI 3405 Part 2). The relevance and applicability

of existing regulations for adjacent fields of tech-

nology, such as welding engineering, powder met-

allurgy, and nanoparticles, are evaluated on a case-

by-case basis. Relevant technical rules, regulations,

and laws are compiled and recommendations are

given on how they can be practically implemented

in the different stages of the laser beam melting

process.

The creation of this standard was also motivated by

the fact that in the past there have been dangerous

incidents that have led, for example, to fires and

deflagrations. This document is intended to provide

users with an aid, which gives answers or tips to as

many questions as possible that arise when prepar-

ing for or maintaining safe operation of laser beam

melting machines.

1 Anwendungsbereich

Die Richtlinie wendet sich vorrangig an Betreiber

von Laser-Strahlschmelzanlagen bzw. an Personen

oder Unternehmen, die die Beschaffung und den

Betrieb einer Laser-Strahlschmelzanlage planen.

Die Richtlinie wendet sich auch an Organisationen,

die Betreiber dieser Anlagen bezüglich der Sicher-

heitsvorkehrungen beraten, an Lieferanten von

Anlagen und von Ausrüstung zum sicheren Betrieb

1 Scope

The standard is primarily directed towards compa-

nies operating laser beam melting machines and/or

people or companies planning the acquisition and

operation of a laser beam melting machine. The

standard is also directed towards organisations,

which advise companies operating these machines

regarding safety precautions, towards suppliers of

machines and equipment for safe operation, and

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标签： #金属 #制造 #安全性

摘要：

本规范文档《VDI 3405 Blatt 6-1-2019 增材制造工艺激光束熔融金属粉末的操作安全性》是德国工程师协会发布的权威技术标准，专注于指导采用激光束熔融工艺进行金属粉末增材制造时的操作安全规范。该标准系统规定了从设备操作环境、粉末处理、激光防护到废气排放与火灾预防的全流程安全要求，重点解决了金属粉末易燃、易爆及激光辐射等关键风险点。对于从事金属3D打印的企业、科研机构及安全管理人员而言，本文件是确保生产合规、降低职业健康风险并提升工艺稳定性的必备参考。遵循此标准不仅有助于满足国际增

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