3D-Druck beziehungsweise additive Fertigungsverfahren verbreiten sich zunehmend in der Produktion – nicht nur von Prototypen, sondern auch von Werkzeugen und industriellen Bauteilen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes untersuchte die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) die Belastung der Beschäftigten am Arbeitsplatz bei Pulverbettverfahren durch die eingesetzten Stoffe sowie deren mögliche Zersetzungsprodukte. Der Bericht „Expositionsermittlung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen bei Additiven Fertigungsverfahren – Einsatz von Pulverbettverfahren“ wurde im März 2021 veröffentlicht. Beim Einsatz von Kunststoffpulvern wurden die Arbeitsplatzgrenzwerte fast immer eingehalten. Hingegen kam es beim Einsatz von Metallpulvern mehrfach zu Überschreitungen der Beurteilungsmaßstäbe von metallischen Bestandteilen der Legierung im Staub. Auf Basis der Messergebnisse und betrieblichen Bedingungen gibt der Bericht Empfehlungen, um die Arbeit mit additiven Fertigungsverfahren sicher zu gestalten.

Messungen an Personen und Arbeitsplätzen

Pulverbettbasierte additive Fertigungsverfahren haben sich bereits in vielen Bereichen, wie der Automobilindustrie, der Luftfahrttechnik oder dem Werkzeugbau, etabliert. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden in insgesamt zehn Betrieben personengetragene und ortsfeste Arbeitsplatzmessungen durchgeführt. Dabei wurde die inhalative Exposition der Beschäftigten gegenüber den eingesetzten Stoffen und möglichen Reaktionsprodukten bei der Anwendung von Metall- und Kunststoffpulvern ermittelt. Neun von zehn Betrieben hielten den allgemeinen Staubgrenzwert sowohl für die einatembare als auch die alveolengängige Staubfraktion ein. Lediglich in einem kunststoffverarbeitenden Betrieb kam es zu Grenzwertüberschreitungen bei der alveolengängigen Fraktion. Bei der Verarbeitung von Kunststoffpulvern lagen die freigesetzten organischen Zersetzungsprodukte stets deutlich unterhalb der Beurteilungsmaßstäbe. Wurden Metallpulver verarbeitet, ließen sich wiederholt zum Teil deutliche Überschreitungen der Beurteilungsmaßstäbe beobachten, insbesondere bei Störungen des normalen Betriebsablaufes und unzureichenden Lüftungsbedingungen. Dabei waren Cobalt und Nickel sowie deren Verbindungen die kritischen Gefahrstoffe.

Empfehlungen für ein staubarmes Arbeiten an 3D-Druckern

Abschließend empfiehlt der Bericht der betrieblichen Praxis, ein staubarmes Arbeiten bei Anwendung von additiven Verfahren sicherzustellen. Offene Schüttvorgänge sollten vermieden werden. Die Anlagen sollten standardmäßig mit integrierter Pulverzufuhr und -absaugung sowie Handschuhkästen ausgestattet sein. Werden Störungen bei der Fertigung beseitigt, sollte filtrierender Atemschutz getragen werden. Beim Einsatz von cobalt- oder nickelhaltigen Metalllegierungen müssen die Anforderungen der Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 910 und TRGS 561 unbedingt beachtet werden.

Der vollständige Bericht kann von bei der BAuA heruntergeladen werden.