Safety of machinery -- Laser processing machines

This document describes laser radiation hazards arising in laser processing machines, as defined in 3.7. It also specifies the safety requirements relating to laser radiation hazards, as well as the information to be supplied by the manufacturers of such equipment (in addition to that prescribed by IEC 60825). Requirements dealing with noise as a hazard from laser processing machines are included in ISO 11553‑3:2013. This document is applicable to machines using laser radiation to process materials. It is not applicable to laser products, or equipment containing such products, which are manufactured solely and expressly for the following applications: — photolithography; — stereolithography; — holography; — medical applications (per IEC 60601-2-22); — data storage.

Sécurité des machines -- Machines à laser

Le présent document décrit les phénomčnes dangereux liés au rayonnement laser engendrés par les machines ŕ laser, telles que définies en 3.7. Il spécifie également les exigences de sécurité concernant les phénomčnes dangereux liés au rayonnement laser, ainsi que les renseignements que doivent fournir les fabricants de ces matériels (en plus de ceux spécifiés par l'IEC 60825). Les exigences relatives au bruit considéré comme un phénomčne dangereux engendré par les machines ŕ laser sont comprises dans l'ISO 11553-3:2013. Le présent document s'applique aux machines utilisant le rayonnement laser pour le travail des matériaux. Il ne s'applique pas aux appareils ŕ laser ni aux équipements contenant ces appareils, fabriqués exclusivement et expressément pour les applications suivantes: — photolithographie; — stéréolithographie; — holographie; — applications médicales (selon l'IEC 60601-2-22); — mise en mémoire de données.

General Information

Status
Published
Publication Date
01-Apr-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
24-Feb-2020
Completion Date
02-Apr-2020
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ISO 11553-1:2020 - Safety of machinery -- Laser processing machines
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ISO 11553-1:2020 - Sécurité des machines -- Machines a laser
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11553-1
Second edition
2020-04
Safety of machinery — Laser
processing machines —
Part 1:
Laser safety requirements
Sécurité des machines — Machines à laser —
Partie 1: Exigences de sécurité laser
Reference number
ISO 11553-1:2020(E)
ISO 2020
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ISO 11553-1:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 11553-1:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Hazards generated by laser radiation ............................................................................................................................................ 5

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

4.2 Laser radiation hazards/sources of laser radiation emission ....................................................................... 6

4.3 Laser radiation hazards induced by external effects (interferences) ...................................................... 7

4.4 Characteristics of laser radiation ............................................................................................................................................ 7

5 Safety requirements and measures .................................................................................................................................................. 8

5.1 General requirements ....................................................................................................................................................................... 8

5.2 Risk assessment with regard to laser radiation hazards .................................................................................... 8

5.3 Implementation of risk reduction measures................................................................................................................. 9

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

5.3.2 Safety measures against laser radiation hazards in dependence of the locations .. 9

5.3.3 Safety measures against laser radiation hazards..............................................................................10

5.3.4 Engineering control measures ..........................................................................................................................13

6 Verification of the safety requirements and risk reduction measures .....................................................14

7 Information for use .........................................................................................................................................................................................15

8 Labelling .....................................................................................................................................................................................................................16

Annex A (informative) Potential hazards .....................................................................................................................................................18

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................21

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO 11553-1:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee

SC 9, Laser and electro-optical systems, in collaboration with IEC/TC 76, Optical radiation safety and laser

equipment.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11553-1:2005), which has been technically

revised with the following main changes:

— the terms "beam delivery systems", "beam path components", "beam shaping components", "beam

switching components" and "fibre optic cable" and "fibre connector" were added;
— the document was restructured;
— the Title was adapted;

— other hazards than laser radiation hazards are not considered in this document but are described

in Annex A;

— operating modes (automatic mode, setting mode, manual intervention mode, service mode) and the

operating mode selector switch were added;

— Clause 5 is separated in requirements regarding different locations and the different modes of

operation;
— in Clause 6 the verification procedures were described in more detail;
— Annex B was deleted.
A list of all the parts of ISO 11553 can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 11553-1:2020(E)
Introduction

The Machinery Safety Directive issued by the European Parliament and the Council of the EC outlines

essential and mandatory requirements that must be met in order to ensure that machinery is safe. In

response, CEN/CENELEC initiated a programme to produce safety standards for machines and their

applications. This document is one in that series.

It has been prepared as a harmonized standard to provide a means of conforming to the essential safety

requirements of the Machinery Directive and associated EFTA Regulations.

This document is a type B standard as stated in ISO 12100. The provisions of this document may be

supplemented or modified by a type C standard.

For machines which are covered by the scope of a type C standard and which have been designed and

built according to the provision of that standard, the provisions of that type C standard take precedence

over the provisions of this type B standard.
The purpose of this document is to prevent injuries to persons by

— listing potential laser radiation hazards generated by machines containing lasers,

— specifying safety measures and verifications necessary for reducing the risk caused by specific

hazardous conditions,
— providing references to pertinent standards, and

— specifying the information which is to be supplied to the users so that they can establish proper

procedures and precautions.
© ISO 2020 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11553-1:2020(E)
Safety of machinery — Laser processing machines —
Part 1:
Laser safety requirements
1 Scope

This document describes laser radiation hazards arising in laser processing machines, as defined in 3.7.

It also specifies the safety requirements relating to laser radiation hazards, as well as the information

to be supplied by the manufacturers of such equipment (in addition to that prescribed by IEC 60825).

Requirements dealing with noise as a hazard from laser processing machines are included in

ISO 11553-3:2013.

This document is applicable to machines using laser radiation to process materials.

It is not applicable to laser products, or equipment containing such products, which are manufactured

solely and expressly for the following applications:
— photolithography;
— stereolithography;
— holography;
— medical applications (per IEC 60601-2-22);
— data storage.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 3864 (all parts), Graphical symbols — Safety colours and safety signs

ISO 11145:2018, Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols

ISO 12100:2010, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction

ISO 13849-1:2015, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General

principles for design

ISO 13849-2:2012, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 2: Validation

ISO 13850:2012, Safety of machinery — Emergency stop function — Principles for design

IEC 60204-1:2016, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements

IEC 60825-1:2014, Safety of laser products — Part 1: Equipment classification and requirements

IEC 60825-4:2006, Safety of laser products — Part 4: Laser guards

IEC 62061:2005, Safety of machinery — Functional safety of safety-related electrical, electronic and

programmable electronic control systems
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO 11553-1:2020(E)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11145:2018, ISO 12100:2010,

IEC 60825-1:2014 and IEC 60825-4:2006 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp.
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
beam delivery system

system comprised of all components, including all optical beam components and potential beam paths

and enclosures, which when combined, transfer laser radiation emitted from the laser (according to

definition in IEC 60825-1:2014) to the workpiece. The beam delivery system can include all elements

for guiding, shaping and switching the laser beams as well as the enclosure of and support for the beam

path components

[SOURCE: IEC 60825-4:2006/AMD 2:2011, G.2.1, modified — replaced "workpiece. These components may

include" by "workpiece and where the components can include" and changed laser beam to laser beams.]

3.2
beam path component
optical component which lies on a defined beam path
Note 1 to entry: See IEC 60825-1:2014, 3.16.

EXAMPLE A beam steering mirror, a focus lens, a fibre optic cable or a fibre optic cable connector.

3.3
beam shaping component

optical component integrated in the beam path to transform the profile or cross-section of the laser

beam by means of apertures, reflective, refractive or diffractive optical components

EXAMPLE Lens or integrating optical element for hardening applications.
3.4
beam switching component

optical component or an assembly of components introduced in the beam path to direct or divert, under

external control, the beam path along (a) predetermined direction(s)

Note 1 to entry: The external control allows the beam path to be switched from one predetermined direction to

another.
3.5
fibre optic cable

optical beam guiding component that enables the transfer of laser radiation along a transparent medium

Note 1 to entry: The fibre optic cable can be equipped with sensors to monitor breakage and/or temperature.

Note 2 to entry: A fibre optic cable can have a glass or another core that carries the laser radiation and

is surrounded by cladding. The outside of the fibre is protected by cladding and can be further protected by

additional layers of other materials such as polymer or a metal to protect the fibre from mechanical deformation,

ingress of water, etc. In this document, this term also includes other forms of transmission devices such as

waveguides.
3.6
fibre connector

fibre component, that connects the fibre optic cable with other components in the beam path

Note 1 to entry: The fibre connector can be equipped with sensors to monitor its position (connected/

disconnected).
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 11553-1:2020(E)

Note 2 to entry: Typically, fibre connectors connect the fibre with the laser and the laser processing head.

3.7
laser processing machine

machine in which (an) embedded laser(s) provide(s) sufficient energy or power to melt, evaporate, or

cause a phase transition in at least a part of the workpiece, and which is ready to use in function and safety

3.8
hazard area
danger zone

space within and/or around machinery in which a person can be exposed to a hazard

Note 1 to entry: Laser hazard area, within which the beam irradiance or radiant expose exceeds the MPE including

the possibility of accidental misdirection of the laser beam (see definition according to IEC 60825-1:2014).

3.9
process zone

area where the laser beam interacts with the material of the workpiece

3.10
location with controlled access

location where the hazard is inaccessible except to authorized persons who have received adequate

training in laser safety and servicing of the system involved

Note 1 to entry: The access to the location is controlled by authorization systems, e.g. keys, password.

Note 2 to entry: See Table 1.

EXAMPLE Service engineers that need to work in a guarded laser hazard area, or in excess of the MPE

respectively. Protective measures include, besides technical and administrative means, adequate personal

protective equipment (laser protective eyewear, protective clothing).
3.11
location with restricted access

location where the hazard is inaccessible to the public but may be accessible to other observers or other

personnel untrained in laser safety

Note 1 to entry: The location with restricted access, for which personnel are kept from being exposed to the laser

radiation hazards by guards/walls, barriers or other methods.
Note 2 to entry: See Table 1.

EXAMPLE Performing service at a laser processing machine located in a shop floor, which is the restricted

area. The laser hazard area is screened by means of vertical mobile laser guards/walls, which are labelled with

safety signs respectively. Reflected laser radiation can propagate to upper floors or scaffold platforms. Personnel

having access to the shop floor is trained in organizational measures, so that they follow the organizational

safety measures (prohibitions/warnings).
3.12
location with unrestricted and uncontrolled access
location where access is not limited or controlled

Note 1 to entry: All people, including the public can have access to the location.

Note 2 to entry: See Table 1.

Note 3 to entry: If the machine is used under public access, servicing can take place by generating locations with

restricted access or locations with controlled access.

EXAMPLE Typically, these machines are exhibited or demonstrated on fairs and exhibitions. Since the public

can have access to the location, no hazards may emanate from the laser processing machine.

© ISO 2020 – All rights reserved 3
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ISO 11553-1:2020(E)
Table 1 — Description of locations
Location Controlled Restricted Unrestricted and uncontrolled
Authorized and trained Personnel untrained in laser
People All, including the public
in laser safety safety but not the public
3.13
automatic mode
production

operating mode, during which the machine is used as intended (normal

use), including
— loading and unloading of parts and/or materials to be processed,

— processing during which the laser beam works alone or in conjunction with other tools

Note 1 to entry: During automatic mode (normal use) safeguarding equipment is closed.

Note 2 to entry: The loading/unloading can take place fully or partly automated or manual.

3.14
setting mode

operating mode, during which laser adjustments or settings are carried

out by the operator

Note 1 to entry: This is required for changes e.g. of the workpiece, the processing movement paths or the process

parameters. During setting mode safeguarding equipment is open, but safety measures, such as significantly

reduced speed, or step-mode, reduced laser output power, allow the operator to intervene in the process.

3.15
manual intervention mode

operating mode, during which single workpieces can be laser processed

and the process can be observed by the operator
3.16
service mode

operating mode, in which the machine is operated, to carry out

corrective actions

EXAMPLE Fault diagnosis, equipment strip-down and repairing, cleaning of optical elements or adjustments

or alignment.
3.17
operating mode selector switch

switch or another selection device, which allows the use of the laser

processing machine in several control or operating modes, requiring different protective measures

and/or work procedures and which can be locked in each position
Note 1 to entry: The selection device includes but is not limited to software.
3.18
modification

change to the machine, which makes it capable of processing materials in a manner which differs from

the original design, or which makes it capable of processing materials differently from how it was

envisaged in the original design, or which affects the safety characteristics of a machine

4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 11553-1:2020(E)
3.19
subassembly
constituent part needed for proper performance of the laser processing machine

Note 1 to entry: A laser processing subassembly can be of any laser class in accordance with IEC 60825-1:2014.

3.20
workpiece

material intended to be processed by laser radiation, i.e. the target of the laser beam

3.21
maximum permissible exposure
MPE

level of laser radiation to which, under normal circumstances, persons may be exposed without

suffering adverse effects

Note 1 to entry: The MPE levels represent the maximum level to which the eye or skin can be exposed without

consequential injury immediately or after a long time and are related to the wavelength of the laser radiation,

the pulse duration or exposure duration, the tissue at risk and, for visible and near infra-red laser radiation in

the range 400 nm to 1 400 nm, the size of the retinal image. Maximum permissible exposure levels are (in the

existing state of knowledge) specified in IEC 60825-1:2014, Annex A.

Note 2 to entry: The MPE values given in IEC 60825-1:2014, Annex A are informative and are provided so that

the manufacturer can calculate the NOHD, perform a risk analysis and inform the user about safe usage of the

product. Exposure limits for the eye and the skin of employees in the workplace and the general public are in

many countries specified in national laws. These legally binding national exposure limits might differ from the

MPEs given in IEC 60825-1:2014, Annex A.

[SOURCE: IEC 60825-1:2014, 3.59, modified — in Notes to entry, included IEC 60825-1:2014 before

Annex A indication for clarity.]
3.22
nominal ocular hazard area
NOHA

area within which the beam irradiance or radiant exposure exceeds the appropriate corneal maximum

permissible exposure (MPE), including the possibility of accidental misdirection of the laser beam

Note 1 to entry: If the NOHA includes the possibility of viewing through optical aids, this is termed the

"extended NOHA".
[SOURCE: IEC 60825-1:2014, 3.64]
3.23
foreseeable exposure limit
FEL

maximum laser exposure on the front surface of the laser guard, within the maintenance inspection

interval, assessed under normal and reasonably foreseeable fault conditions
[SOURCE: IEC 60825-4:2006, 3.4]
4 Hazards generated by laser radiation
4.1 General

A number of different hazards can emanate from a laser processing machine. This document is

(exclusively) addressed to the specific hazards resulting from laser radiation arising in laser processing

machines.

Secondary hazards, which are caused by laser beam/material interaction, such as the generation of

hazardous substances (fumes, vapours, gases), fire/explosion risks or the generation of secondary

radiation, e.g. UV-radiation or ionizing radiation, are not considered in this document.

© ISO 2020 – All rights reserved 5
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ISO 11553-1:2020(E)

Other hazards which can emanate from a laser processing machine are given in Annex A.

Particular hazards are also covered by harmonized standards (examples):

For noise reduction and noise measurement methods for laser processing machines and hand-held

processing devices and associated auxiliary equipment (accuracy grade 2) see ISO 11553-3:2013,

Annex A.

For assessment and reduction of risks arising from radiation (laser and ionizing radiation excluded)

emitted by machinery see EN 12198-1 to EN 12198-3.

For the evaluation of the emission of airborne hazardous substances, generated during laser

material processing (such as particulate and gaseous substances; e.g. fumes, vapours, gases) see

EN 1093 (all parts).

For reduction of risks to health resulting from hazardous substances emitted by machinery see

ISO 14123-1 and ISO 14123-2.
4.2 Laser radiation hazards/sources of laser radiation emission

Laser radiation hazards can originate from a direct laser beam or a reflected/scattered laser beam. The

normal use as well as malfunctions/reasonably foreseeable fault conditions have to be considered.

Possible emission sources of a direct beam are:
a) aperture of an embedded laser source,
b) beam delivery system within a laser processing machine,
c) laser beam emitted from the processing head (to the workpiece),
d) laser beam emitted from a scanning unit (to the workpiece).
Possible emission sources of a reflected beam are:

— elements (with reflective surface) within the beam delivery system of the laser processing machine,

— the workpiece holder (if the workpiece is missing),
— elements in the processing zone,

— elements inside the housing of a machine (e.g. handling system, suction pipes, parts of guards),

— the workpiece, processed by the laser processing machine.

The optical properties (e.g. surface roughness and reflectivity) of the material exposed to the laser

beam decisively determine the kind of reflection (direct/specular reflection or scattered reflection) and

thus the risk level. This has impact on both the foreseeable exposure limit (FEL) at the inner surface of

a machine enclosure/guard or the resulting irradiance or the radiant exposure at a machine workplace

or at a certain distance to the machine.

Inadequate design or malfunctions of laser components and machinery equipment can also be the

reason for laser radiation hazards/emission (or a misguided laser beam):
— damaged optical fibre cable,
— damaged passive optical elements (e.g. mirrors, lenses),
— misaligned beam path (inadequate optical elements, incorrectly positioned),
— not properly working active beam guiding and shaping elements,

— not properly working handling system or robot positioning of the laser processing head,

6 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 11553-1:2020(E)

— gaps in the enclosure/guard of a laser processing machine, through which laser radiation can

propagate,
— damage of protective enclosure/guards/screens.

NOTE Information on reasonably foreseeable fault conditions related to beam guidance is given in

IEC 60825-4:2006, Annex B.

Inadequate design of safety functions, and safety related parts of control systems (SRP/CS) respectively,

for the safe isolation or deactivation of the laser beam (e.g. by shutters, relays controlling power supply to

the laser) can cause severe laser radiation risks. In the following, safety functions are exemplarily given:

— emergency stop;

— opening of maintenance covers or doors for workpiece input and output with access to laser

radiation;
— opening of doors to enter laser cabins with access to the laser hazard area;

— disassembling (manually) of fibre connectors with access to the direct laser beam;

— active control of guards and windows with regard to damage by laser radiation.
4.3 Laser radiation hazards induced by external effects (interferences)

Power conditions and the environment in which the laser processing machine operates may cause the

machine to malfunction, thus giving rise to hazardous conditions related to laser radiation and/or

making it necessary for someone to intervene within hazard zones.
Environmental interferences include
— temperature,
— humidity,
— external shock/vibration,
— vapours, dust or gases from the environment,
— electromagnetic/radio frequency interference,
— source voltage interruption/fluctuation, and
— insufficient hardware/software compatibility and integrity of machine parts.

EXAMPLE Environmental conditions can cause adverse impacts on the laser beam characteristics, which

can deteriorate absorption efficiency; shock/vibration can cause misalignment of optical elements and thus the

laser beam.
4.4 Characteristics of laser radiation

The hazards related to laser radiation depend on the characteristics of the radiation.

For a hazard analysis and a risk assessment, the laser radiation emitted from a laser processing machine

is characterized by including but not limited to the following:
— wavelength;
— operating mode (cw, pulsed);
— beam profile (mode, energy distribution);
— beam quality codes: BPP, M , K;
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ISO 11553-1:2020(E)
— polarization;
— foreseeable exposure limit (FEL) at the inner side of an enclosure/guard;

— irradiance/radiant exposure at a machine workplace or specified distance to the laser machine;

— maximum exposure time.
5 Safety requirements and measures
5.1 General requirements
The extent to which hazards are covered is indicated in the Scope.
Manufacturers shall ensure the safety of laser processing machines by
a) hazard identification and risk assessment,
b) implementation of safety measures to minimize risks by laser radiation,
c) verification of the safety measures, and
d) provision of appropriate information for the user.

Based on the risk assessment (see 5.2), appropriate safety measures against laser radiation shall be

incorporated into the laser processing machine by design and manufacture.
5.2 Risk assessment with regard to laser ra
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11553-1
Deuxième édition
2020-04
Sécurité des machines — Machines à
laser —
Partie 1:
Exigences de sécurité laser
Safety of machinery — Laser processing machines —
Part 1: Laser safety requirements
Numéro de référence
ISO 11553-1:2020(F)
ISO 2020
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ISO 11553-1:2020(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 11553-1:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Phénomènes dangereux générés par les rayonnements laser ............................................................................. 6

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

4.2 Phénomènes dangereux liés au rayonnement laser/sources d’émission de

rayonnement laser ............................................................................................................................................................................... 6

4.3 Phénomènes dangereux liés au rayonnement laser induits par des effets externes

(perturbations) ....................................................................................................................................................................................... 8

4.4 Caractéristiques du rayonnement laser ............................................................................................................................ 8

5 Exigences et mesures de sécurité ....................................................................................................................................................... 9

5.1 Exigences générales ............................................................................................................................................................................ 9

5.2 Appréciation du risque pour les phénomènes dangereux liés au rayonnement laser .............. 9

5.3 Mise en œuvre des mesures de réduction du risque ...........................................................................................10

5.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................10

5.3.2 Mesures de sécurité contre les phénomènes dangereux liés au

rayonnement laser en fonction des zones...............................................................................................10

5.3.3 Mesures de sécurité contre les phénomènes dangereux liés au

rayonnement laser ......................................................................................................................................................11

5.3.4 Mesures de contrôle technique ........................................................................................................................15

6 Vérification des exigences de sécurité et des mesures de réduction du risque...............................15

7 Information pour l’utilisation .............................................................................................................................................................17

8 Étiquetage .................................................................................................................................................................................................................18

Annexe A (informative) Phénomènes dangereux potentiels ....................................................................................................19

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................22

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ISO 11553-1:2020(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, SC 9,

Lasers et systèmes électro-optiques, en collaboration avec le IEC/TC 76, Sécurité des rayonnements

optiques et matériels laser.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11553-1:2005), qui a fait l’objet

d’une révision technique avec les principales modifications suivantes:

— les termes «systèmes de transmission de faisceau», «composants du chemin optique», «composants

de mise en forme du faisceau», «composants de commutation du faisceau», «câble de fibre optique»

et «connecteur de fibre» ont été ajoutés;
— le document a été restructuré;
— le titre a été adapté;

— les phénomènes dangereux autres que les phénomènes dangereux liés au rayonnement laser ne sont

pas pris en compte dans le présent document, mais ils sont décrits dans l’Annexe A;

— les modes de fonctionnement (mode automatique, mode réglage, mode intervention manuelle, mode

service) et le sélecteur de mode de fonctionnement ont été ajoutés;

— l’Article 5 est divisé en exigences concernant les différentes zones et les différents modes de

fonctionnement;

— dans l’Article 6, les procédures de vérification ont été décrites plus en détail;

— l’Annexe B a été supprimée.

Une liste de toutes les parties de l’ISO 11553 se trouve sur le site web de l’ISO.

iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 11553-1:2020(F)

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 11553-1:2020(F)
Introduction

La Directive Sécurité des Machines du Parlement européen et du Conseil de la CE définit les exigences

essentielles obligatoires que l’on doit suivre pour assurer la sécurité des machines. Pour y répondre, le

CEN/CENELEC a initié un programme pour produire des normes de sécurité relatives aux machines et à

leurs applications. Le présent document fait partie de ce programme.

Il a été préparé en vue d’être une norme harmonisée afin de donner un moyen de satisfaire aux exigences

essentielles de la directive «Machines» et de la réglementation de l’AELE associée.

Le présent document est une norme de type B, tel que défini dans l’ISO 12100. Les dispositions du

présent document peuvent être complétées ou modifiées par une norme de type C.

Lorsque des machines qui sont couvertes par le domaine d’application d’une norme de type C ont été

conçues et construites conformément aux dispositions de cette norme, les dispositions de cette norme

de type C prennent le pas sur les dispositions de la présente norme de type B.
Le but du présent document est d’empêcher les blessures sur les personnes en:

— faisant une liste des phénomènes dangereux liés au rayonnement laser potentiels générés par les

machines incorporant des lasers,

— spécifiant les mesures de sécurité et les vérifications nécessaires pour réduire le risque causé par

des conditions dangereuses spécifiques,
— fournissant des références aux normes appropriées, et

— spécifiant les renseignements à fournir aux utilisateurs pour qu’ils puissent établir des procédures

adéquates et prendre les précautions nécessaires.
vi © ISO 2020 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 11553-1:2020(F)
Sécurité des machines — Machines à laser —
Partie 1:
Exigences de sécurité laser
1 Domaine d’application

Le présent document décrit les phénomènes dangereux liés au rayonnement laser engendrés par les

machines à laser, telles que définies en 3.7. Il spécifie également les exigences de sécurité concernant les

phénomènes dangereux liés au rayonnement laser, ainsi que les renseignements que doivent fournir les

fabricants de ces matériels (en plus de ceux spécifiés par l’IEC 60825).

Les exigences relatives au bruit considéré comme un phénomène dangereux engendré par les machines

à laser sont comprises dans l’ISO 11553-3:2013.

Le présent document s’applique aux machines utilisant le rayonnement laser pour le travail des

matériaux.

Il ne s’applique pas aux appareils à laser ni aux équipements contenant ces appareils, fabriqués

exclusivement et expressément pour les applications suivantes:
— photolithographie;
— stéréolithographie;
— holographie;
— applications médicales (selon l’IEC 60601-2-22);
— mise en mémoire de données.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 3864 (toutes les parties), Symboles graphiques — Couleurs de sécurité et signaux de sécurité

ISO 11145:2018, Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers — Vocabulaire et

symboles

ISO 12100:2010, Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et

réduction du risque

ISO 13849-1:2015, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —

Partie 1: Principes généraux de conception

ISO 13849-2:2012, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —

Partie 2: Validation

ISO 13850:2012, Sécurité des machines — Fonction d’arrêt d’urgence — Principes de conception

IEC 60204-1:2016, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Exigences

générales
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ISO 11553-1:2020(F)

IEC 60825-1:2014, Sécurité des appareils à laser — Partie 1: Classification des matériels et exigences

IEC 60825-4:2006, Sécurité des appareils à laser — Partie 4: Protecteurs pour lasers

IEC 62061:2005, Sécurité des machines — Sécurité fonctionnelle des systèmes de commande électriques,

électroniques et électroniques programmables relatifs à la sécurité
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11145:2018,

l’ISO 12100:2010, l’IEC 60825-1:2014 et l’IEC 60825-4:2006, ainsi que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp

3.1
système de transmission du faisceau

système comprenant tous les composants, incluant tous les composants de faisceau optique et les

potentiels chemins optiques et les enceintes, qui lorsqu’ils sont combinés, transfèrent le rayonnement

laser émis par le laser (conformément à la définition de l’IEC 60825-1:2014) vers la pièce. Le système

de transmission du faisceau peut comprendre tous les éléments pour le guidage, la mise en forme et la

commutation des faisceaux laser, ainsi que l’enceinte et le support pour les composants du chemin optique

[SOURCE: IEC 60825-4:2006/AMD 2:2011, G.2.1 modifiée — remplacement de «pièce. Ces composants

peuvent comprendre» par «pièce et où les composants peuvent comprendre» et remplacement de

«faisceau laser» par «faisceaux laser»]
3.2
composants du chemin optique
composant optique qui contribue à définir le chemin optique
Note 1 à l'article: Voir IEC 60825-1:2014,3.16.

EXEMPLE Un miroir d’orientation du faisceau, une lentille focale, un câble de fibre optique ou un connecteur

de câble de fibre optique.
3.3
composant de mise en forme du faisceau

composant optique introduit dans le chemin optique pour transformer le profil ou la section transversale

du faisceau de laser au moyen d’ouverture, de composants optiques, réflectifs, réfractifs ou diffractifs

EXEMPLE Lentille ou élément optique intégrés pour applications de durcissement.
3.4
composant de commutation du faisceau

composant optique ou ensemble de composants introduits dans le chemin optique pour diriger ou

détourner, sous contrôle externe, le chemin optique le long d’une(de) direction(s) prédéterminée(s)

Note 1 à l'article: Le contrôle externe permet de commuter le chemin optique d’une direction prédéterminée à

une autre.
3.5
câble de fibre optique

composant de guidage de faisceau optique qui permet la transmission du rayonnement laser le long

d’un support transparent

Note 1 à l'article: Le câble de fibre optique peut être équipé de capteurs pour surveiller sa rupture et/ou sa

température.
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ISO 11553-1:2020(F)

Note 2 à l'article: Un câble de fibre optique peut avoir un verre ou un autre noyau qui transporte le rayonnement

laser et est entouré par une gaine. L’extérieur de la fibre est protégé par une gaine et peut être encore protégé

par des couches supplémentaires d’autres matériaux tels que le polymère ou un métal pour protéger la fibre des

déformations mécaniques, l’entrée d’eau, etc. Pour le présent document, ces termes incluent également d’autres

formes de transmission comme les guides d’ondes.
3.6
connecteur de fibre

composant de fibre, qui connecte le câble de fibre optique avec d’autres composants dans le chemin

optique

Note 1 à l'article: Le connecteur de fibre peut être équipé de capteurs pour surveiller sa position (connecté/

déconnecté).

Note 2 à l'article: Généralement, les connecteurs de fibre raccordent la fibre avec le laser et la tête de

traitement laser.
3.7
machine à laser

machine dans laquelle un ou plusieurs lasers incorporés fournissent l’énergie ou la puissance nécessaire

pour faire fondre, évaporer ou provoquer une transition de phase dans au moins une partie de la pièce,

et qui est prête à l’emploi du point de vue fonctionnel et de sécurité
3.8
zone dangereuse
zone de danger

espace, à l’intérieur et/ou autour d’une machine, dans lequel une personne peut être exposée à un

phénomène dangereux

Note 1 à l'article: Zone de danger laser, dans laquelle l’éclairement ou l’exposition énergétique du faisceau

dépasse l’EMP, y compris la possibilité de dépointage accidentel du faisceau laser (voir la définition selon

l’IEC 60825-1:2014).
3.9
zone de processus

zone où le faisceau laser entre en interaction avec le matériau de la pièce

3.10
zone à accès contrôlé

zone où le phénomène dangereux est inaccessible, à l’exception des personnes autorisées qui ont reçu

une formation adéquate en sécurité laser et dans l’entretien du système concerné

Note 1 à l'article: L’accès à la zone est contrôlé par des systèmes d’autorisation, par exemple clés, mot de passe.

Note 2 à l'article: Voir le Tableau 1.

EXEMPLE Techniciens d’entretien qui ont besoin soit de travailler dans une zone de danger laser protégée,

soit de dépasser l’EMP. Les mesures de protection comprennent, outre des moyens techniques et administratifs,

un équipement de protection individuelle adéquat (protecteurs oculaires contre le rayonnement laser, vêtements

de protection).
3.11
zone à accès restreint

zone où le phénomène dangereux est inaccessible au public mais peut être accessible à d’autres

observateurs ou à un personnel non formé en sécurité laser

Note 1 à l'article: Zone à accès restreint, dans laquelle le personnel est protégé de l’exposition aux phénomènes

dangereux liés au rayonnement laser par des protecteurs/parois, des barrières ou d’autres méthodes.

Note 2 à l'article: Voir le Tableau 1.
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ISO 11553-1:2020(F)

EXEMPLE Effectuer l’entretien d’une machine à laser située dans un atelier, qui est la zone à accès restreint.

La zone de danger laser est protégée au moyen de protecteurs/parois mobiles verticaux pour lasers, qui portent

des symboles de sécurité. Le rayonnement laser réfléchi peut se propager aux étages supérieurs ou aux plates-

formes d’échafaudage. Le personnel ayant accès à l’atelier est formé aux mesures organisationnelles afin qu’il

suive les mesures de sécurité organisationnelles (interdictions/avertissements).
3.12
zone avec accès non restreint et non contrôlé
zone pour laquelle l’accès n’est ni restreint, ni contrôlé

Note 1 à l'article: Toutes les personnes, y compris le public, peuvent avoir accès à la zone.

Note 2 à l'article: Voir le Tableau 1.

Note 3 à l'article: Si la machine est utilisée en accès public, l’entretien peut être effectué en générant des zones à

accès restreint ou des zones à accès contrôlé.

EXEMPLE Généralement, ces machines sont exposées ou présentées lors de foires et d’expositions. Comme

le public peut avoir accès à la zone, aucun phénomène dangereux ne peut émaner de la machine à laser.

Tableau 1 — Description des zones
Zone Accès contrôlé Accès restreint Sans accès restreint ni contrôlé

Personnes Autorisées et formées en Personnel non formé en Toutes, public inclus

sécurité laser sécurité laser, public exclu
3.13
mode automatique
production

mode de fonctionnement pendant lequel la machine est utilisée comme prévu

(utilisation normale), y compris:
— chargement et déchargement des pièces et/ou matériaux à travailler,

— processus pendant lequel le faisceau laser agit seul ou en association avec d’autres outils

Note 1 à l'article: En mode automatique (utilisation normale), les équipements de protection sont fermés.

Note 2 à l'article: Le chargement/déchargement peut être totalement ou partiellement automatique, ou manuel.

3.14
mode réglage

mode de fonctionnement pendant lequel sont effectués des réglages ou des

paramétrages du laser par l’opérateur

Note 1 à l'article: Ceci est nécessaire pour modifier par exemple la pièce, les trajectoires de déplacement ou les

paramètres de processus. En mode réglage, les équipements de protection sont ouverts, mais les mesures de

sécurité, comme la vitesse considérablement réduite, le mode pas à pas, la puissance de sortie du laser réduite,

permettent à l’opérateur d’intervenir dans le traitement.
3.15
mode intervention manuelle

mode de fonctionnement pendant lequel des pièces discrètes peuvent être traitées

au laser et le processus peut être observé par l’opérateur
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ISO 11553-1:2020(F)
3.16
mode service

mode de fonctionnement dans lequel la machine est utilisée pour réaliser des

actions correctives

EXEMPLE Recherche de panne, démontage du matériel et réparation, nettoyage, réglages ou alignement

d’éléments optiques.
3.17
sélecteur de mode de fonctionnement

commutateur ou autre dispositif de sélection permettant l’utilisation de la machine

à laser dans plusieurs modes de commande ou de fonctionnement, exigeant différentes mesures de

protection et/ou procédures de travail et pouvant être verrouillé dans chaque position

Note 1 à l'article: Le dispositif de sélection comprend notamment des logiciels.
3.18
modification

changement apporté à la machine qui la rend apte à traiter les matériaux d’une façon différente de ce

qui était la conception d’origine, ou qui la rend apte à traiter des matériaux différents des matériaux

pour lesquels elle était conçue à l’origine, ou qui affecte les caractéristiques de sécurité de la machine

3.19
sous-ensemble

partie constituante nécessaire pour que la machine à laser fonctionne correctement

Note 1 à l'article: Un sous-ensemble à laser peut relever de l’une ou l’autre des classes de laser de l’IEC 60825-1:2014.

3.20
pièce

matériau à traiter par rayonnement laser, c’est-à-dire la cible du faisceau laser

3.21
exposition maximale permise
EMP

niveau du rayonnement laser auquel des personnes peuvent être exposées dans les conditions normales

sans subir des effets nuisibles

Note 1 à l'article: Les niveaux d’EMP représentent le niveau maximal auquel l’œil ou la peau peuvent être

exposés sans subir un dommage consécutif immédiatement ou après une longue durée et qui sont en rapport

avec la longueur d’onde du rayonnement laser, la durée d’impulsion ou la durée d’exposition, le tissu exposé et,

en ce qui concerne le rayonnement laser visible et le proche infrarouge dans le domaine 400 nm à 1 400 nm,

avec la dimension de l’image rétinienne. Les niveaux d’exposition maximale permise (dans l’état actuel des

connaissances) sont spécifiés dans l’IEC 60825-1:2014, Annexe A.

Note 2 à l'article: Les valeurs d’EMP sont données dans l’IEC 60825-1:2014, Annexe A à titre d’information afin que

les fabricants puissent calculer la DNDO, réaliser une analyse du risque et informer l’utilisateur sur l’utilisation

sans risque du produit. Les limites d’exposition pour l’œil et la peau des employés sur le lieu de travail et du public

sont spécifiées par la législation nationale dans de nombreux pays. Ces limites d’exposition légales à l’échelle

nationale peuvent différer des EMP mentionnées dans l’IEC 60825-1:2014, Annexe A.

[SOURCE: IEC 60825-1:2014, 3.59, modifiée — dans les Notes à l’article, inclusion de «dans

l’IEC 60825-1:2014» avant l’indication de l’Annexe A pour plus de clarté]
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ISO 11553-1:2020(F)
3.22
zone nominale de danger oculaire
ZNDO

zone à l’intérieur de laquelle l’éclairement ou l’exposition énergétique du faisceau dépasse l’exposition

maximale permise (EMP) appropriée sur la cornée, y compris la possibilité de dépointage accidentel du

faisceau laser

Note 1 à l'article: Si la ZNDO comprend la possibilité de vision assistée par utilisation d’aides optiques, elle est

désignée par «ZNDO étendue».
[SOURCE: IEC 60825-1:2014, 3.64]
3.23
limite prévisible d’exposition
LPE

exposition maximale à des rayonnements laser de la surface frontale du protecteur pour lasers, dans

l’intervalle de temps entre deux contrôles d’entretien, évaluée dans des conditions de défaut normales

et raisonnablement prévisibles
[SOURCE: IEC 60825-4:2006, 3.4]
4 Phénomènes dangereux générés par les rayonnements laser
4.1 Généralités

Un certain nombre de phénomènes dangereux différents peuvent émaner d’une machine à laser. Le

présent document aborde (exclusivement) les phénomènes dangereux spécifiques dus au rayonnement

laser engendrés par les machines à laser.

Les phénomènes dangereux secondaires causés par l’interaction entre le faisceau laser et le matériau,

tels que la production de substances dangereuses (fumées, vapeurs, gaz), les risques d’incendie/

explosion ou la production de rayonnements secondaires, tels que le rayonnement UV ou le rayonnement

ionisant, ne sont pas abordés dans le présent document.

D’autres phénomènes dangereux pouvant émaner d’une machine à laser sont indiqués dans l’Annexe A.

Les phénomènes dangereux particuliers sont également couverts par les normes harmonisées

(exemples):

— Pour les méthodes de mesure et de réduction du bruit des machines à laser, des dispositifs

de traitement portatifs et des équipements auxiliaires connexes (classe de précision 2), voir

l’ISO 11553-3:2013, Annexe A.

— Pour l’appréciation et la réduction des risques engendrés par les rayonnements (à l’exclusion du

rayonnement laser et ionisant) émis par les machines, voir EN 12198-1 à EN 12198-3.

— Pour l’évaluation de l’émission de substances dangereuses véhiculées par l’air, générées lors du

traitement de matériaux au laser (telles que les substances gazeuses et particulaires, par exemple

fumées, vapeurs, gaz), voir l’EN 1093 (toutes les parties).

— Pour la réduction des risques pour la santé résultant de substances dangereuses émises par des

machines, voir ISO 14123-1 et ISO 14123-2.
4.2 Phénomènes dangereux liés au rayonnement laser/sources d’émission de
rayonnement laser

Les phénomènes dangereux liés au rayonnement laser peuvent provenir d’un faisceau laser direct ou

d’un faisceau laser réfléchi/diffusé. L’utilisation normale, ainsi que les dysfonctionnements/conditions

de défaut raisonnablement prévisibles doivent être pris en compte.
6 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 11553-1:2020(F)
Les sources d’émission possibles d’un faisceau direct sont:
a) l’ouverture d’une source laser incorporée,
b) le système de transmission du faisceau d’une machine à laser,
c) le faisceau laser émis par la tête de traitement (vers la pièce),
d) le faisceau laser émis par une unité de balayage (vers la pièce).
Les sources d’émission possibles d’un faisceau réfléchi sont:

— les éléments (ayant une surface réfléchissante) du système de transmission du faisceau de la

machine à laser,
— le support de pièce (si la pièce est absente),
— les éléments situés dans la zone de traitement,

— les éléments situés à l’intérieur de l’enveloppe d’une machine (par exemple système de manipulation,

tuyaux d’aspiration, parties des protecteurs),
— la pièce, traitée par la machine à laser.

Les propriétés optiques (par exemple rugosité et réflectivité de la surface) du matériau exposé au

faisceau laser déterminent de manière décisive le type de réflexion (réflexion directe/spéculaire

ou réflexion diffuse) et donc le niveau de risque. Cela a un impact à la fois sur la limite prévisible

d’exposition (LPE) à la surface intérieure de l’enceinte/du protecteur de la machine ou sur l’éclairement

ou l’exposition énergétique qui en résulte sur le lieu de travail de la machine ou à une certaine distance

de la machine.
Une conception inadéquate ou des dysfonctionnements des composants laser
...

Questions, Comments and Discussion

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