Kính bảo hộ thông thường hoàn toàn không cung cấp bất kỳ sự bảo vệ nào chống lại bức xạ laser CO2 ở bước sóng 10,6 micron, chính là loại bức xạ mà các máy khắc khí carbon phát ra. Điểm khác biệt lớn ở đây so với ánh sáng nhìn thấy là bức xạ hồng ngoại này bị nước trong mắt chúng ta hấp thụ hoàn toàn, dẫn đến bỏng ngay lập tức. Nghiên cứu cho thấy tổn thương mắt vĩnh viễn xảy ra trong thời gian chưa đầy một phần tư giây nếu ai đó nhìn trực tiếp vào tia laser hoặc thậm chí chỉ nhận phản xạ từ tia này. Để được bảo vệ đúng cách, người lao động cần kính chuyên dụng được thiết kế riêng để hấp thụ bước sóng 10,6 micron. Những kính này phải chặn hơn 99,9% bước sóng đó nhưng vẫn cho truyền qua đủ ánh sáng nhìn thấy để quan sát rõ ràng. Loại bảo vệ này cũng che chắn khỏi hiện tượng tán xạ ngược nguy hiểm phát sinh từ các vật liệu bóng như bề mặt kim loại và mica, một rủi ro vẫn tồn tại dù ở khoảng cách trên mười mét. Các chuyên gia an toàn luôn kiểm tra để đảm bảo chỉ số mật độ quang học (optical density) phải trên mức OD 5 đối với bước sóng 10,6 micron. Hầu hết các loại "kính laser" bán sẵn trên thị trường đều không đáp ứng được yêu cầu khi đối phó với mối đe dọa hồng ngoại đặc thù này.
Các máy khắc laser CO2 thuộc loại 4, đây cơ bản là mức độ nguy hiểm cao nhất đối với laser. Những cỗ máy mạnh mẽ này có thể gây bỏng da tức thì và tổn thương mắt rất nghiêm trọng, đe dọa thị lực. Lý do là gì? Với bước sóng 10,6 micromet, tia laser bị hấp thụ bởi nước trong mắt, dẫn đến bay hơi nhanh và những vụ nổ nhỏ phá hủy lớp ngoài của giác mạc. Vì cơ chế sinh nhiệt này, việc tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn ANSI Z136.1 không chỉ là thực hành tốt mà là điều hoàn toàn cần thiết. Và tiêu chuẩn này thực tế yêu cầu những gì? Hãy cùng xem xét những điều người vận hành phải làm để đảm bảo an toàn khi làm việc với những công cụ mạnh mẽ này.
Việc làm việc với laser CO2 tạo ra các sản phẩm phụ độc hại khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu được khắc, do đó các biện pháp an toàn thích hợp là hoàn toàn cần thiết. Khi nhựa acrylic bắt đầu phân hủy trong quá trình cắt, nó phát sinh khí hydro cyanide (HCN), thứ có thể gây tử vong ngay cả ở mức rất thấp khoảng 100 phần trên triệu. Vì lý do này, nhiều xưởng sản xuất đã lắp hệ thống thông gió đặc biệt. Vật liệu PVC giải phóng khí clo (Cl2) khi được xử lý, điều này không chỉ gây kích ứng phổi mà còn đòi hỏi hệ thống ống dẫn chống nổ đặc biệt và đôi khi cần phải sơ tán khu vực nếu nồng độ khí quá cao. Những người thợ chế tác gỗ đối mặt với một thách thức hoàn toàn khác, vì cắt gỗ bằng laser tạo ra hơi formaldehyde cùng với các hạt vi mô gọi là PM2.5. Những hạt siêu nhỏ này tồn tại lâu trong không khí xưởng và theo nghiên cứu của WHO, chúng thực sự được phân loại là tác nhân gây ung thư nhóm 1, liên quan đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ung thư mũi họng và sẹo phổi. Quy định an toàn của OSHA cũng nêu rõ điều này: bụi gỗ không nên vượt quá 5 miligam trên mét khối trước khi trở thành vấn đề cần báo cáo, trong khi các khí độc hại từ acrylic và PVC cần được giám sát liên tục vì chúng tác động rất nhanh lên cơ thể.
Việc kiểm soát khói đúng cách liên quan đến ba phương pháp kỹ thuật chính tuân theo cả tiêu chuẩn ASHRAE 110-2016 và các khuyến nghị từ NIOSH về hệ thống thông gió. Điều đầu tiên cần kiểm tra là duy trì ít nhất 12 lần thay đổi không khí mỗi giờ trong các khu vực làm việc có người. Chúng tôi khuyến nghị kiểm tra điều này ba tháng một lần bằng thiết bị đo anemometer chất lượng cao để đảm bảo kết quả đo được chính xác. Tiếp theo, không khí di chuyển qua các ống dẫn cần giữ ở mức khoảng 20 đến 25 mét mỗi giây. Dải tốc độ này giúp các hạt không bị rơi xuống và đảm bảo toàn bộ lượng khói được loại bỏ hoàn toàn khỏi khu vực làm việc. Cuối cùng, việc sử dụng nhiều cấp lọc mang lại sự khác biệt lớn. Hầu hết các cơ sở nhận thấy rằng việc kết hợp các loại bộ lọc khác nhau hoạt động hiệu quả nhất trong việc bắt giữ các loại chất gây ô nhiễm khác nhau trước khi chúng thoát ra trở lại môi trường.
Nguyên nhân chính của nguy cơ cháy khi sử dụng laser CO2 để khắc là sự tích tụ nhiệt tại điểm cháy và tích tụ dư lượng dễ cháy. Khi được thiết lập đúng cách, các hệ thống hỗ trợ không khí thổi không khí sạch, khô thẳng vào khu vực làm việc có thể giảm nguy cơ cháy khoảng hai phần ba theo các thử nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM E2058. Việc bảo trì thường xuyên cũng quan trọng. Làm sạch bề mặt hàng ngày bằng các công cụ không thắp lửa giúp loại bỏ những mảnh nguy hiểm còn lại sau khi làm việc với vật liệu như gỗ, acrylic, vải và ván tổng hợp. Và đây là một điều rất quan trọng mà không ai muốn quên: hầu hết các vụ cháy trong các cửa hàng laser xảy ra khi không ai nhìn thấy. Thống kê cho thấy hơn 90% các vụ tai nạn xảy ra trong các hoạt động không được giám sát. Để ngăn chặn điều này, các cửa hàng nên lắp đặt các thiết bị an toàn yêu cầu các nhà khai thác phải luôn có mặt. Các công tắc chân hoặc cảm biến chuyển động hoạt động tốt cho mục đích này, tắt laser tự động nếu không có hoạt động được phát hiện trong vòng 15 giây hoặc lâu hơn.
Việc ngăn chặn tia sáng tốt vẫn là điều cần thiết cho bất cứ ai làm việc với laser lớp 4. Các vỏ cần những ổ khóa an toàn để tắt các phát thải 10,6 micrometer ngay lập tức khi ai đó mở cửa hoặc truy cập vào một tấm. Chúng ta đang nói về việc dừng tia trong vòng 100 mili giây. Đối với các kiểm tra hàng quý về tính toàn vẹn của tủ, tuân theo tiêu chuẩn EN 60825-1 có nghĩa là sử dụng các máy dò photodiode đã được hiệu chỉnh đúng theo khả năng truy xuất nguồn từ NIST. Những máy dò này kiểm tra rò rỉ xung quanh mọi đường may, khung ngắm và khu vực khớp. Nếu các phép đọc cho thấy hơn 5 miliwatt trên mỗi cm vuông ở bất kỳ điểm nào mà mọi người có thể tiếp xúc, đó là một vấn đề nghiêm trọng và vi phạm các quy định an toàn. Hãy ghi lại chi tiết sau mỗi lần kiểm tra. Bao gồm bản sao giấy chứng nhận hiệu chuẩn máy dò, chính xác nơi đo được thực hiện, và những sửa chữa đã được thực hiện nếu có bất kỳ điều gì sai. Có những hồ sơ này chứng minh sự tuân thủ liên tục các quy tắc an toàn laser toàn cầu và giữ cho công nhân an toàn cho dù họ đang thực hiện bảo trì thường xuyên hoặc xử lý vật liệu gần thiết bị.
Cần sử dụng kính được thiết kế đặc biệt cho bước sóng 10,6 μm, chặn hơn 99,9% bức xạ trong khi cho phép ánh sáng nhìn thấy đi qua.
ANSI Z136.1 cung cấp các hướng dẫn thiết yếu để ngăn ngừa bỏng mắt và da, yêu cầu các biện pháp như đường dẫn chùm chùm và đào tạo người vận hành để giảm thiểu rủi ro liên quan đến laser lớp 4.
Các sản phẩm phụ độc hại bao gồm hydro cianua từ acrylic, khí clo từ PVC và formaldehyde từ gỗ, cần phải thông gió và theo dõi chặt chẽ.
Nguy cơ cháy có thể được giảm thiểu bằng các hệ thống hỗ trợ không khí, quản lý rác thường xuyên và thực hiện các chính sách không hoạt động không có người giám sát.