Construire des usines plus sûres :le rôle de la fabrication additive dans la sécurité sur le lieu de travail

Les usines évoluent rapidement grâce à l’introduction de la robotique, de l’automatisation et des flux de travail numériques. Mais une technologie souvent négligée malgré son impact potentiel sur la sécurité est la fabrication additive (FA), communément appelée impression 3D.

La plupart des discussions sur les avantages de la FA se concentrent sur la vitesse, les coûts ou la réduction des déchets. Mais et si l’une de ses plus grandes contributions consistait à aider les usines à protéger leurs travailleurs ?

En repensant la façon dont les outils, les pièces et les équipements sont fabriqués, la FA offre aux responsables EHS de nouveaux moyens puissants de réduire les risques dans l'atelier.

Qu'est-ce que la fabrication additive (et pourquoi est-ce important pour la sécurité) ?

La fabrication additive construit des objets couche par couche en utilisant des polymères, des métaux ou des composites et en suivant les conceptions dans des fichiers numériques. Contrairement à l'usinage traditionnel qui crée des composants en retirant de la matière d'un bloc solide, la FA utilise uniquement la matière nécessaire et permet des géométries hautement personnalisées.

Pour les fabricants, ce changement ne concerne pas seulement l’efficacité. Cela modifie les conditions physiques de travail – la manière dont les outils sont manipulés, dont les machines sont protégées, dont les EPI sont fabriqués et même la manière dont les travailleurs interagissent avec des matériaux lourds ou dangereux. C'est là que sa valeur de sécurité commence à briller.

Comment la fabrication additive améliore la sécurité des usines

1. Réduire l'exposition aux opérations dangereuses

Les méthodes de fabrication traditionnelles impliquent souvent le découpage, le soudage ou l’usinage, qui créent tous des étincelles, des fumées et des risques de brûlures. La fabrication additive élimine bon nombre de ces étapes en imprimant directement les composants.

• Exemple concret :une installation de maintenance aérospatiale peut imprimer des supports métalliques de remplacement sur place. Au lieu d'envoyer des travailleurs souder et meuler des pièces en acier, ils peuvent installer des composants prêts à l'emploi, réduisant ainsi l'exposition au travail à chaud et aux particules en suspension dans l'air.

2. Rendre les outils plus ergonomiques

Les blessures musculo-squelettiques sont l’un des risques professionnels les plus courants. La fabrication additive permet la création de gabarits, de fixations et d'outils manuels plus légers et ergonomiquement optimisés qui peuvent être personnalisés pour correspondre à la façon dont les gens travaillent réellement.

• Exemple concret :dans une usine automobile, les travailleurs peuvent utiliser des outils manuels imprimés en 3D avec des poignées personnalisées. Le poids plus léger et un meilleur ajustement pourraient réduire les blessures dues au stress répétitif et réduire la fatigue sur plusieurs quarts de travail.

3. Production rapide de protections et de fixations de machines

La protection des machines est essentielle à la sécurité de la fabrication, mais la fourniture des protections traditionnelles peut prendre des semaines. La fabrication additive permet aux entreprises de les concevoir et de les imprimer en interne en quelques heures.

• Exemple concret :une installation de biens de consommation peut utiliser des imprimantes polymères pour produire des boîtiers de verrouillage personnalisés et des couvercles d'arbre rotatif pour remplacer les protections manquantes ou endommagées, éliminant ainsi les temps d'arrêt et remettant rapidement l'équipement en conformité.

4. Améliorer l'ajustement et l'efficacité des EPI

Les EPI à taille unique ne sont pas toujours bien ajustés, ce qui peut compromettre la protection qu’ils offrent. La fabrication additive permet d'adapter les équipements de protection à des travailleurs individuels ou à des environnements spécifiques.

• Exemple concret :au début de la COVID-19, les fabricants du monde entier utilisaient la FA pour produire des écrans faciaux, des adaptateurs de respirateurs et des raccords de masques adaptés à différentes formes de visage. Un meilleur ajustement signifie une meilleure sécurité.

5. Réduire les risques liés à la manipulation des matériaux

La manipulation de billettes brutes, de stocks lourds ou de plusieurs sous-composants nécessite souvent des chariots élévateurs et des grues, ce qui introduit des risques de collision et de levage. AM contourne ces étapes en consolidant les assemblages en une seule pièce légère.

• Exemple concret :un fabricant d’équipement lourd peut reconcevoir un support multi-pièces en une seule unité produite par FA. Ce faisant, leurs travailleurs n'ont plus besoin de soulever et de boulonner plusieurs pièces lourdes, ce qui réduit considérablement le risque de microtraumatismes.

6. Permettre un prototypage et des tests de conception plus sûrs

Les défauts de conception peuvent introduire des risques cachés. La fabrication additive permet aux ingénieurs de tester rapidement des prototypes (y compris des fonctionnalités critiques pour la sécurité) avant d'envoyer un produit en production finale.

• Exemple concret :une entreprise d'outils industriels utilisant la FA pour produire plusieurs modèles de poignées peut tester chaque itération pour la résistance au glissement et le confort de préhension. Cela garantit que les employés peuvent utiliser des outils plus sûrs et plus fiables sans attendre des modifications coûteuses des outils.

Risques de sécurité associés à la fabrication additive

Même si la fabrication additive résout de nombreux problèmes de sécurité traditionnels, elle peut en introduire de nouveaux qui doivent être gérés. Ceux-ci incluent :

• Dangers matériels :les résines, solvants et poudres non durcis peuvent irriter la peau ou les poumons en cas de mauvaise manipulation.

• Particules en suspension :les poudres métalliques fines utilisées dans les processus avancés de fabrication additive nécessitent un confinement et une ventilation stricts pour éviter toute exposition.

• Risques thermiques et d'incendie :les buses chauffées, les lasers et les poussières inflammables créent des risques de brûlure et d'inflammation.

Mais voici la bonne nouvelle :ces risques sont déjà bien documentés et les méthodes d’atténuation sont simples. Les systèmes de ventilation, les EPI (tels que les respirateurs et les gants), la formation et les bonnes pratiques d'entretien ménager peuvent garantir la sécurité des environnements AM.

Lorsqu'elles sont mises en œuvre correctement, les avantages de la fabrication additive en matière de sécurité l'emportent sur les risques.

Pourquoi les responsables EHS devraient y prêter attention

L’usine du futur ne sera pas seulement plus rapide et plus simple, elle sera aussi plus sûre. La fabrication additive offre aux responsables EHS un outil flexible qui peut :

• Réduisez de manière proactive l'exposition aux opérations dangereuses.

• Concevoir des équipements ergonomiques et centrés sur le travailleur.

• Créez des solutions de sécurité à la demande, plutôt que d'attendre des semaines pour les fournisseurs.

• Créez des EPI adaptés à de vraies personnes, et non à des moyennes.

Au lieu de traiter la FA comme un simple outil d'ingénierie ou de R&D, les professionnels de la sécurité peuvent l'utiliser dans le cadre d'une stratégie globale visant à rendre le lieu de travail lui-même moins dangereux.

Pour les professionnels EHS, le message est clair :ne considérez pas uniquement la fabrication additive comme une avancée majeure en matière de production. Considérez-le comme une avancée majeure en matière de sécurité :une opportunité d'éliminer les risques de l'usine et de créer un lieu de travail qui donne la priorité aux personnes.

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