Emissionen aus additiven Fertigungsanlagen 3D- · PDF fileReservoir Pulverbett-basierte...
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Emissionen aus additiven
Fertigungsanlagen — 3D-Druck
Dr. R. Beisser, Ludger Hohenberger
6. St. Augustiner Expertentreff „Gefahrstoffe“
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)
6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 2 28.03.2017
© Fotolia, Andrey Armyagov © Fotolia, industrieblick
Eingesetzte Werkstoffe
• Kunststoffe wie ABS, PLA, Nylon
Polycarbonat
• Metalle
• Harze / Wachse / Pasten
• Verbundstoffe für biokompatible
Produkte oder zahnmedizinische
Produkte
3 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 28.03.2017
© Fotolia, pangeapics
Begriffe
4 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 28.03.2017
Additive Verfahren
Direkte Energie-
desorption
Thermischer 3D-Druck
Laminier-verfahren
Polymeri-sation
aus einem Reservoir
Pulverbett-basierte Sinter-
verfahren
3D-Druck
Material Extrusion
Laser-Sintern (LS) – Pulverbettbasierte
Sinterverfahren
6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 5 28.03.2017
Laser
generiertes Bauteil Beschichter
Bauplattform
mit Hubtisch
X-Y-Scanner
Fused Layer Modelling – Material Extrusion
6
Materialvorrat
in Drahtform
generiertes Bauteil
Beheizte Düsen
Linie-für-Linie-Auftrag Stützkonstruktion
Bauplattform
mit Hubtisch
6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 28.03.2017
Einsatzgebiete von 3D-Druckern
• Prothetik
• Wissenschaft und Forschung
• Kunst und Mode
• Luft- und Raumfahrt
• Automobilindustrie
• Baubranche
• Maschinenbau
7 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 28.03.2017
(Quelle: EOS)
(Quelle:EOS)
© Fotolia, belekekin
o 20 Jahre Weiterentwicklung von Produktionstechnologie, Materialien
und Software
o Patent für FDM-Verfahren und Laser-Sintern abgelaufen
Ausgangslage
8 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 28.03.2017
keine validen Studien aus Deutschland zu
Emissionen aus 3D-Druckern oder
additiven Fertigungsanlagen
große Verkaufszahlen von Consumer-
Anlagen
rapide Innovation, ständig neue
Anwendungsfelder und neue Werkstoffe
© Fotolia, pangeapics
Ziel des Projekts
• Nachweis zum sicheren Betreiben von
3D-Druckern und additiven
Fertigungsanlagen
• Es soll die inhalative Exposition
gegenüber Gefahrstoffen ermittelt
werden
• Erstellung einer EGU, auch auf Basis
bestehender Empfehlungen / Studien
9 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe"
© Fotolia, AA+W
28.03.2017
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 10
Kunststoff-anlagen
Tisch-geräte
Metall-anlagen
Ergebnisse
© Fotolia, AA+W
© Fotolia, Moreno Soppelsa
Kunststoffanlagen
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 12
• A- und E-Staub unauffällig
• keine weiteren Stoffe auffällig
Metallanlagen
Anlagen
SLM Solution
Titan Aluminium
FA. Trumpf
Eisen
Conceptlaser
Edelstahl
EOS
Bronzebasiert mit Nickel
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 13
Titanpulver – Ergebnisse aus einer Messung
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 14
© Fotolia, Moreno Soppelsa
(Quelle: EOS)
Zusammensetzung: Ti ~94% und Al ~6%
Werte: • A- und E-Staub
unauffällig
• Titan und seine
Verbindungen: 0,014
mg/m3 (im A-Staub)
Edelstahlpulver – Ergebnisse aus einer Messung
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 15
© Fotolia, Moreno Soppelsa
(Quelle: EOS)
Zusammensetzung: Fe ~72%; Cr ~17 % und
Ni ~11 %
Werte: • A- und E-Staub
unauffällig
• Chrom und seine
Verbindungen:
0,000239 mg / m3 (im
A-Staub)
• Nickel und seine
Verbindungen:
0,000171 mg / m3 (im
A-Staub)
Bronzepulver – Ergebnisse aus einer Messung
28.03.2017 6. St. Augustiner Expertentreff "Gefahrstoffe" 16
© Fotolia,
Moreno
Soppelsa
(Quelle: EOS)
Zusammensetzung: • Bronzebasiert mit Nickel
Werte: • A- und E-Staub unauffällig
• Kupfer und seine Verbindungen:
0,091 mg / m3
(im A-Staub)
bei
Aufarbeitung
0,0239 mg / m3
(im A-Staub)
bei (Prä-)
Prozess
Bürobereich / Tischgeräte
Geräte
Replicator 2
ABS PLA
Ultimaker
Harz
Alphacam
ABS
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Bürobereich / Tischgeräte
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Alle Stoffe, UFP und Staub unauffällig bzw.
unter der Bestimmungsgrenze
© Fotolia, Moreno Soppelsa
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
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