安装金属3D打印机，第5部分:环保

编者按:今年早些时候(2017年)，当凤凰分析与设计技术公司(PADT)安装了一台概念激光Mlab Cusing R金属3D打印机时，该团队很明智地记录了这一过程。结果是一个由五部分组成的系列教学系列，概述了所学到的经验教训。从详细介绍端到端设备，到讨论技术的设施，安全和环境方面，该系列将从头到尾深入研究添加金属3D打印的过程。-Brent Donaldson，高级编辑

---

金属3D打印产生哪些废物流?

这是五部分系列文章的第四部分，讨论我们在安装金属3D打印机(具体来说，是激光粉末床融合机)时学到的东西。

废物来源

如上图1所示，在这个过程中使用的金属粉末最终成为干废物和湿废物。干废物可由带有粉末和烟灰的湿巾和手套组成，湿废物主要由水和悬浮金属颗粒组成(来自湿式分离器和超声波清洗机)。对于活性合金，废物还可能包括需要自始至终悬浮在水中的滤芯。因为垃圾中含有金属粉末，我们必须停下来问问，把这些粉末送到我们的垃圾填埋场和下水道是否安全，因为那里有污染地下水和造成其他长期环境破坏的风险。

这种废物有害吗?

这些信息有两个来源:美国环境保护署(在美国)和粉末供应商的数据表。它有助于从理解一些定义开始:(引用的语句来自EPA，其余的文本是我的)。

• 浪费“废物是指任何通过处置、燃烧或焚烧或回收而被丢弃的固体、液体或含气体的物质。”
• 危险废物危险废物有几种类型，每一种都有相关的定义。这两个主要类别是:
  • 上市的浪费:“如果你的废物出现在环境保护署公布的四份清单之一，你的废物就被认为是有害的联邦法规法典(40cfr第261部分)“我看过这个清单，据我所知，没有金属3D打印工艺相关的金属粉末出现在这个清单上(截至2017年7月10日)。目前使用的金属粉末也不被认为是急性危险。
  • 特有的浪费:除了列出的废物外，环保署还规定了废物可能具有的某些危险特征(即使没有列出)。在金属粉末的背景下，潜在的相关类别是:
    • “它在某些条件下会着火。这就是所谓的可燃物。”
    • “它被摄入或吸收后是有害的或致命的，在陆地上处理时，它会将有毒化学物质渗入土壤或地下水。这就是所谓的有毒废物。”

由于“特征浪费”的定义的普遍性，以及缺乏公共领域的可用数据，例如来自aTCLP测试(毒性特征浸出过程)，很难排除这些不相关。对于我们的每一个废物流，考虑下面的论点:

• 干燥的浪费我们知道，只要有适当的条件和点火源，这些粉末，特别是活性合金和燃烧产物，就能点燃。
• 湿垃圾:我们还知道，虽然水是粉末的钝化剂，但如果不这样处理，我们不能保证粉末始终保持湿润状态。例如，蒸发会留下可燃粉末。

危险信息的另一个来源是安全数据表(SDS)或材料安全数据表(MSDS)。有些金属粉末比其他金属粉末更危险，所以在计划时，考虑查看未来可能使用的所有合金，并要求所有合金上都有SDS表。例如，Ti6Al4V粉末清楚地显示了存在的重大危险(见上面的图2)。

废物法规

环保局建立了三类废物产生者在他们的法规中，如图3所示，以及产生和储存的相关废物数量(请访问EPA网站查看完整列表，这不是全面的)。美国环保署引用的这些数字以数百公斤和数千公斤为单位，因此这些奇怪的数字以磅为单位。

请注意，这是您的工作产生的所有危险废物的总和(在我们的例子中，是干废物和湿废物的总和)，而不是每种类别的限制。根据你属于哪一类，你将需要遵循美国环保署的规定．此外，一些州可能有额外的规定，这是我只在我的家乡亚利桑那州研究这个问题的地方，它符合EPA的联邦指导方针，据我所知，没有施加额外的限制。按州分列的完整名单，点击这里．如果你是一个“极少量发生器”(VSQG)，就像我们在PADT一样，法规相当简单，涉及三个项目(引用自EPA的网站)。数量越大，要求就越严格。

• vsqg必须识别产生的所有有害废物。
• 在任何时候，VSQGs不得积累超过1000公斤的危险废物。
• vsqg必须确保危险废物被交付给授权管理危险废物的人员或设施。

在PADT，我们与一家工业废物处理公司签订了合同，该公司负责收集和更换我们的废物容器。是的，这增加了过程的成本，至少有一家公司已经开发出来了一种显著减少湿废物的方法(往往是两者中较大的一个)通过使用过滤装置。类似的创新和对减少浪费的普遍关注可以降低这些成本。

接近规定

与所有规则一样，可以通过关注语言的特殊性来处理它们。虽然这很重要，但试图理解该规定的意图也很有用。当谈到这些废物时，我会问自己是否愿意把它们放在我的车里，然后把它们处理在我家后院的垃圾填埋场(干废物)或我当地的水体(湿废物)中。对我来说，两个问题的答案都是没有．那我为什么要让我的城市这么做?这是一种可以理解的夸张的看待问题的方式，但我相信，它至少可以作为一个风险保守的上限，在处理这些问题的不确定性时是有用的。

博客免责声明

本博客旨在补充您在使用设备前必须接受的供应商培训，而不是替换设备。在信息冲突的情况下，供应商的培训和设备要求优先于这里的任何讨论。

地方、州和联邦法规各不相同，但都很重要。在做决定时与当地环保部门合作

我的个人经验来自于使用基于激光的金属3D打印工具，特别是概念激光的MLab Cusing R设备。我希望这些信息的大部分对其他基于激光的粉末床熔合金属系统的用户有用，在较小程度上对电子束系统有用，但我没有个人经验来证明这一点。

PADT、本博客系列的作者或主持人不对本文档的读者所做的任何决定或行动或由此产生的后续信息承担法律责任。