보다 안전한 공장 구축:작업장 안전에서 적층 제조의 역할

로봇 공학, 자동화, 디지털 워크플로의 도입으로 인해 공장은 빠르게 변화하고 있습니다. 그러나 안전에 대한 잠재적인 영향에도 불구하고 종종 간과되는 기술 중 하나는 일반적으로 3D 프린팅으로 알려진 적층 제조(AM)입니다.

AM의 이점에 대한 대부분의 논의는 속도, 비용 또는 폐기물 감소에 중점을 둡니다. 하지만 가장 큰 기여 중 하나가 공장에서 근로자를 보호하도록 돕는 것이라면 어떨까요?

AM은 도구, 부품, 장비의 제조 방법을 재고함으로써 EHS 리더들에게 작업 현장에서 위험을 줄일 수 있는 강력하고 새로운 방법을 제공하고 있습니다.

적층 가공이란 무엇이며 왜 안전에 중요한가요?

적층 제조는 폴리머, 금속 또는 복합재를 사용하고 디지털 파일의 디자인을 따라 레이어별로 개체를 제작합니다. 단단한 블록에서 재료를 제거하여 부품을 만드는 기존 기계 가공과 달리 AM은 필요한 재료만 사용하며 고도로 맞춤화된 형상을 허용합니다.

제조업체의 경우 이러한 변화는 효율성에만 국한되지 않습니다. 이는 도구를 다루는 방법, 기계를 보호하는 방법, PPE를 만드는 방법, 작업자가 무겁거나 위험한 물질과 상호 작용하는 방법까지 작업의 물리적 조건을 변화시킵니다. 바로 여기서 안전 가치가 빛을 발하기 시작합니다.

AM이 공장 안전을 개선하는 방법

1. 위험한 작업에 대한 노출 감소

전통적인 제조 방법에는 절단, 용접 또는 기계 가공이 포함되는 경우가 많으며, 이러한 과정에서 스파크, 연기 및 화상 위험이 발생합니다. AM은 구성 요소를 직접 인쇄함으로써 이러한 단계 중 많은 부분을 제거합니다.

적절한 사례:항공우주 유지보수 시설에서는 교체용 금속 브래킷을 현장에서 인쇄할 수 있습니다. 강철 부품을 용접하고 연삭하기 위해 작업자를 보내는 대신 즉시 사용 가능한 구성 요소를 설치하여 뜨거운 작업 및 공기 중 미립자에 대한 노출을 줄일 수 있습니다.

2. 도구를 더욱 인체공학적으로 만들기

근골격계 부상은 가장 흔한 작업장 위험 중 하나입니다. AM을 사용하면 사람들이 실제로 작업하는 방식에 맞게 맞춤화할 수 있는 더 가볍고 인체공학적으로 최적화된 지그, 고정 장치 및 수공구를 만들 수 있습니다.

적절한 사례:자동차 공장에서 작업자는 맞춤형 그립이 있는 3D 프린팅 수공구를 사용할 수 있습니다. 더 가벼운 무게와 더 나은 핏으로 반복적인 스트레스 부상을 줄이고 여러 교대 근무에 따른 피로도 줄일 수 있습니다.

3. 기계 가드 및 고정 장치의 신속한 생산

기계 보호는 제조 안전에 매우 중요하지만 기존 보호 장치는 소싱하는 데 몇 주가 걸릴 수 있습니다. AM을 사용하면 기업은 몇 시간 만에 사내에서 디자인하고 인쇄할 수 있습니다.

적절한 사례:소비재 시설에서는 폴리머 프린터를 사용하여 누락되거나 손상된 가드를 교체하기 위한 맞춤형 인터록 하우징과 회전 샤프트 커버를 제작하여 가동 중지 시간을 없애고 장비를 신속하게 규정 준수 상태로 되돌릴 수 있습니다.

4. PPE 착용 및 효율성 개선

모든 용도에 맞는 단일 PPE가 항상 잘 맞는 것은 아니므로 제공하는 보호 기능이 저하될 수 있습니다. AM을 사용하면 개인 작업자나 특정 환경에 맞춰 보호 장비를 맞춤화할 수 있습니다.

적절한 사례:코로나19 초기에 전 세계 제조업체는 AM을 사용하여 다양한 얼굴 모양에 맞는 안면 보호대, 인공호흡기 어댑터, 마스크 피팅을 생산했습니다. 더 잘 맞는다는 것은 더 나은 안전성을 의미합니다.

5. 자재 취급 위험 감소

원시 빌렛, 무거운 재고 또는 여러 하위 구성 요소를 처리하려면 종종 지게차와 크레인이 필요하므로 충돌 및 리프팅 위험이 발생합니다. AM은 어셈블리를 하나의 경량 부품으로 통합하여 이러한 단계를 우회합니다.

적절한 사례:중장비 제조업체는 다중 부품 브래킷을 단일 AM 생산 장치로 재설계할 수 있습니다. 이를 통해 작업자는 더 이상 여러 개의 무거운 부품을 들어올리고 볼트로 고정할 필요가 없으므로 좌상 위험이 크게 줄어듭니다.

6. 보다 안전한 프로토타이핑 및 디자인 테스트 활성화

설계 결함으로 인해 숨겨진 위험이 발생할 수 있습니다. AM을 사용하면 엔지니어는 제품을 최종 생산 단계로 보내기 전에 프로토타입(안전에 중요한 기능 포함)을 신속하게 테스트할 수 있습니다.

적절한 사례:AM을 사용하여 다양한 핸들 디자인을 생산하는 산업 도구 회사는 미끄럼 저항성과 그립감에 대해 각 반복을 테스트할 수 있습니다. 이렇게 하면 직원들이 값비싼 도구 변경을 기다리지 않고도 더 안전하고 안정적인 도구를 사용할 수 있습니다.

적층 가공과 관련된 안전 위험

AM은 기존의 많은 안전 문제를 해결하는 동시에 관리해야 하는 새로운 안전 문제를 야기할 수도 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

물질적 위험:경화되지 않은 수지, 용제 및 분말은 잘못 취급할 경우 피부나 폐에 자극을 줄 수 있습니다.
공기 중 입자:고급 AM 공정에 사용되는 미세한 금속 분말은 노출을 방지하기 위해 엄격한 봉쇄 및 환기가 필요합니다.
열 및 화재 위험:가열된 노즐, 레이저 및 가연성 먼지로 인해 화상 및 발화 위험이 발생합니다.

그러나 좋은 소식은 다음과 같습니다. 이러한 위험은 이미 잘 문서화되어 있으며 완화 방법은 간단합니다. 환기 시스템, PPE(예:호흡기 및 장갑), 교육 및 적절한 관리 관행을 통해 AM 환경을 안전하게 유지할 수 있습니다.

올바르게 구현되면 적층 제조의 안전상의 이점이 위험보다 더 커집니다.

EHS 리더가 주목해야 하는 이유

미래의 공장은 더 빠르고 가벼울 뿐만 아니라 더 안전해질 것입니다. 적층 제조는 EHS 리더에게 다음을 수행할 수 있는 유연한 도구를 제공합니다.

위험한 작업에 대한 노출을 사전에 줄입니다.
인체공학적이고 작업자 중심의 장비를 설계합니다.
공급업체를 몇 주씩 기다리지 않고 필요에 따라 안전 솔루션을 만드세요.
평균이 아닌 실제 사람에게 맞는 PPE를 구축하세요.

AM을 단순한 엔지니어링 또는 R&D 도구로 취급하는 대신, 안전 전문가는 AM을 작업장 자체를 덜 위험하게 만들기 위한 포괄적인 전략의 일부로 사용할 수 있습니다.

EHS 전문가에게 메시지는 분명합니다. AM을 생산의 혁신으로만 보지 마십시오. 이를 안전 혁신이라고 생각하세요. 공장 외부의 위험을 처리하고 사람을 최우선으로 생각하는 작업장을 구축할 수 있는 기회입니다.