Emissionen aus additiven Fertigungsanlagen 3D-Druck. Dr. R. Beisser, Ludger Hohenberger 6. St. Augustiner Expertentreff Gefahrstoffe

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1 Emissionen aus additiven Fertigungsanlagen 3D-Druck Dr. R. Beisser, Ludger Hohenberger 6. St. Augustiner Expertentreff Gefahrstoffe

2 Was sind additive Verfahren? Alle Herstellungsverfahren, bei denen der Werkstoff zur Erzeugung eines Bauteils schichtweise hinzugefügt wird Im Gegensatz dazu stehen die subtraktive Fertigung (Fräsen, Bohren, Drehen) oder formative Fertigung (Gießen) Fotolia, industrieblick Fotolia, Andrey Armyagov 2

3 Eingesetzte Werkstoffe Kunststoffe wie ABS, PLA, Nylon Polycarbonat Metalle Harze / Wachse / Pasten Fotolia, pangeapics Verbundstoffe für biokompatible Produkte oder zahnmedizinische Produkte 3

4 Begriffe Material Extrusion Thermischer 3D-Druck 3D-Druck Additive Verfahren Pulverbettbasierte Sinterverfahren Direkte Energiedesorption Laminierverfahren Polymerisation aus einem Reservoir 4

5 Laser-Sintern (LS) Pulverbettbasierte Sinterverfahren Laser X-Y-Scanner Beschichter generiertes Bauteil Bauplattform mit Hubtisch 5

6 Fused Layer Modelling Material Extrusion Beheizte Düsen Materialvorrat in Drahtform Stützkonstruktion Linie-für-Linie-Auftrag Bauplattform mit Hubtisch generiertes Bauteil 6

7 Einsatzgebiete von 3D-Druckern Prothetik Wissenschaft und Forschung Kunst und Mode Luft- und Raumfahrt (Quelle:EOS) Automobilindustrie Baubranche Maschinenbau Fotolia, belekekin (Quelle: EOS) 7

8 Ausgangslage o 20 Jahre Weiterentwicklung von Produktionstechnologie, Materialien und Software o Patent für FDM-Verfahren und Laser-Sintern abgelaufen Fotolia, pangeapics große Verkaufszahlen von Consumer- Anlagen rapide Innovation, ständig neue Anwendungsfelder und neue Werkstoffe keine validen Studien aus Deutschland zu Emissionen aus 3D-Druckern oder additiven Fertigungsanlagen 8

9 Ziel des Projekts Nachweis zum sicheren Betreiben von 3D-Druckern und additiven Fertigungsanlagen Es soll die inhalative Exposition gegenüber Gefahrstoffen ermittelt werden Fotolia, AA+W Erstellung einer EGU, auch auf Basis bestehender Empfehlungen / Studien 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe"

10 Ergebnisse Tischgeräte Metallanlagen Fotolia, Moreno Soppelsa Kunststoffanlagen Fotolia, AA+W 10

11 Kunststoffanlagen Anlagen EOS PA

12 Kunststoffanlagen A- und E-Staub unauffällig keine weiteren Stoffe auffällig 12

13 Metallanlagen Anlagen SLM Solution FA. Trumpf Conceptlaser EOS Titan Aluminium Eisen Edelstahl Bronzebasiert mit Nickel 13

14 Titanpulver Ergebnisse aus einer Messung Zusammensetzung: Ti ~94% und Al ~6% Fotolia, Moreno Soppelsa Werte: A- und E-Staub unauffällig Titan und seine Verbindungen: 0,014 mg/m 3 (im A-Staub) (Quelle: EOS) 14

15 Edelstahlpulver Ergebnisse aus einer Messung Zusammensetzung: Fe ~72%; Cr ~17 % und Ni ~11 % Fotolia, Moreno Soppelsa (Quelle: EOS) Werte: A- und E-Staub unauffällig Chrom und seine Verbindungen: 0, mg / m 3 (im A-Staub) Nickel und seine Verbindungen: 0, mg / m 3 (im A-Staub) 15

16 Bronzepulver Ergebnisse aus einer Messung Zusammensetzung: Bronzebasiert mit Nickel Werte: A- und E-Staub unauffällig Kupfer und seine Verbindungen: Fotolia, Moreno Soppelsa 0,091 mg / m 3 (im A-Staub) bei Aufarbeitung 0,0239 mg / m 3 (im A-Staub) bei (Prä-) Prozess (Quelle: EOS) 16

17 Bürobereich / Tischgeräte Geräte Replicator 2 Ultimaker Alphacam ABS PLA Harz ABS 17

18 Bürobereich / Tischgeräte Fotolia, Moreno Soppelsa Alle Stoffe, UFP und Staub unauffällig bzw. unter der Bestimmungsgrenze 18

19 Maßnahmen ausreichende Belüftung 3D-Drucker / Anlage in einem separaten Raum aufstellen das eingesetzte Ausgangsmaterial sollte nur von vertrauenswürdigen Lieferanten bezogen werden bei der Verarbeitung im 3D-Drucker muss auf jeden Fall die jeweils zulässige maximale Erhitzungstemperatur beachtet werden staubarm arbeiten bei Metallpulvern auf Ex-Schutz achten 19

20 Fazit: Wachsamkeit aber kein Grund zur Sorge Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 20

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