Fabricación aditiva (impresión 3D)

Fabricación aditiva (impresión 3D)

08 Abr 2021

Recientemente me encontré con un artículo sobre la primera casa impresa en 3D que llega al mercado en Nueva York. Si bien he visto mucha información sobre los beneficios de las estructuras de impresión 3D, principalmente que son menos costosas y más rápidas que los métodos de construcción tradicionales, esta era la primera vez que veía una casa que en realidad estaba impresa en 3D y se vendía. Me recordó lo rápido que se está expandiendo la industria de la impresión 3D. 

La edición más reciente de NFPA 1, Código de Incendios incluye nuevo lenguaje relacionado con la impresión 3D o, más específicamente, la fabricación aditiva. Una distinción importante entre el artículo y el lenguaje del Código de Incendios es que el artículo habla de estructuras que se imprimen en 3D, mientras que el lenguaje de NFPA 1 se refiere a edificios que albergan operaciones de fabricación aditiva.

Quizás, a medida que las estructuras impresas en 3D se vuelven más populares, es posible que los códigos y normas tengan que abordar requisitos únicos para ellos. ¿Habrá consideraciones especiales al inspeccionar este tipo de estructuras, o habrá una limitación en los tipos de materiales que se pueden usar para imprimir estructuras? En este momento, el enfoque de los requisitos del Código de Incendios es proteger los edificios que realizan operaciones de fabricación aditiva.

Aunque es posible que haya escuchado el término "impresión 3D", el Código de Incendios se refiere a la "fabricación aditiva". A veces, estos se usan indistintamente, pero hay una diferencia. La fabricación aditiva es el término más inclusivo que abarca todos los tipos de fabricación que producen un producto mediante la adición de material. Los métodos de fabricación tradicionales producen un producto mediante la eliminación de material. El proceso comienza con un bloque de material y se retiran las piezas y se les da forma hasta lograr la forma deseada. Aquí puedes ver cómo se fabrican las uñas en un proceso de fabricación tradicional. En la fabricación aditiva, el proceso comienza sin nada y el material se agrega una capa delgada a la vez. La impresión 3D es un subconjunto de la fabricación aditiva, pero existen otros tipos, como la fusión directa por láser de metales.

El Código de Incendios tiene dos conjuntos separados de requisitos para la fabricación aditiva basados ​​en el peligro asociado: fabricación aditiva industrial y fabricación aditiva no industrial.

Fabricación aditiva industrial

Los procesos de fabricación aditiva industrial son aquellas operaciones que cumplen una de las siguientes condiciones:

  • Utilizar polvos o metales combustibles
  • Utilizar un suministro de gas inerte
  • Tener un sistema de recolección de polvo combustible
  • Crear un área de clasificación eléctrica peligrosa fuera del equipo

Fabricación aditiva no industrial

Los procesos de fabricación aditiva no industrial son aquellas operaciones que cumplen con todo lo siguiente:

  • No utiliza un suministro de gas inerte
  • No tiene un sistema de recolección de polvo combustible
  • No crea un área de clasificación eléctrica peligrosa fuera del equipo

Diferencias en los requisitos

El uso de polvos o metales combustibles, el uso de un suministro de gas inerte o la creación de un área de clasificación eléctrica peligrosa fuera del equipo resulta en un mayor nivel de riesgo anticipado con la fabricación aditiva industrial que con la fabricación aditiva no industrial. Por lo tanto, los requisitos para la fabricación aditiva industrial y la fabricación aditiva no industrial son significativamente diferentes.

Ubicación de la fabricación aditiva

La fabricación aditiva no industrial está permitida en todos los grupos de ocupación, mientras que la fabricación aditiva industrial solo se permite en los grupos de ocupación asociados con las operaciones de fabricación y según lo permitan las tablas de cantidades máximas permitidas en NFPA 400. Los peligros de incendio y explosión asociados con el aditivo industrial la fabricación está más alineados con los peligros que vería en un entorno de fabricación tradicional. Sin embargo, muchos de esos mismos peligros no se encontrarán en la fabricación aditiva no industrial debido a las diferencias en las operaciones. Por lo tanto, esas operaciones están permitidas en una gama más amplia de destinos.

Polvos de impresión

Las operaciones de fabricación aditiva no industrial solo pueden utilizar materiales de producción de filamentos de plástico que se enumeran con la impresora 3D y que se identifican en las instrucciones del fabricante. Los polvos utilizados en la fabricación de aditivos industriales tienen que someterse a pruebas de combustibilidad de acuerdo con NFPA 484, Norma para Metales Combustibles o NFPA 652, Norma sobre los Fundamentos del Polvo Combustible. Para las operaciones de fabricación aditiva industrial, es posible que tengan que seguirse requisitos adicionales según el material utilizado para la producción. Por ejemplo, si se usa un polvo combustible, no metálico, entonces la operación también debe cumplir con el Capítulo 40 de NFPA 1 y NFPA 654, Norma para la Prevención de Incendios y Explosiones de Polvo de la Fabricación, Procesamiento y Manejo de Partículas Sólidas Combustibles. Dado que estos tipos de materiales combustibles no están permitidos en la fabricación aditiva no industrial, no existen requisitos similares para esos tipos de operaciones.

Detección de gas 

Los procesos de fabricación aditiva industrial que utilizan gases inertes necesitan tener un sistema de detección de gas en todas las áreas interiores donde el gas inerte está presente. Los sensores de gas tienen que proporcionarse en áreas donde se espera que el gas se acumule y en otros lugares donde la autoridad competente los requiera. El sistema tiene que activar una alarma de supervisión audible y visible al detectar gas inerte a la concentración promedio ponderada en el tiempo de 8 horas. También tiene que haber una alarma audible y visible dentro de la habitación o área inmediata donde se encuentra el sistema y tiene que cerrar automáticamente el flujo de gas inerte al equipo de impresión 3D cuando el sistema detecta gas inerte en el valor límite umbral-corto-concentración límite de exposición a plazo. No existen requisitos comparables para la fabricación aditiva no industrial, ya que no se permite que esos procesos utilicen gases inertes.

Esto resume las principales diferencias entre los dos tipos de fabricación aditiva abordados en el Código de Incendios. Para obtener detalles específicos, puede ver el capítulo 46 en NFPA 1. Este nuevo capítulo proporciona un punto de partida para una tecnología que está cambiando rápidamente y ganando popularidad todos los días.

 

Por Valerie Ziavras, ingeniera en protección contra incendios y seguridad humana en NFPA

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