Sicherheit im 3D-Druck

Was sind die Gesundheitsrisiken beim 3D-Druck?

Ein angemessener Umgang mit Gesundheitsrisiken ist (hoffentlich) nichts Neues in unseren Werkstätten und Makerspaces, und wie bei jedem anderen Werkzeug ist es wichtig, die Gesundheitsrisiken zu analysieren und zu mindern, um die Sicherheit im 3D-Druck zu gewährleisten. In diesem Artikel geht es um die allgemeinen Sicherheitsrisiken von Fused Filament Fabrication-Druckern.

Mechanische Gefahren

Alle Teile des 3D-Druckers, die sich bewegen, stellen eine Verletzungsgefahr dar. Beispiele sind: Schwungräder, Riemenscheiben, Riemen, Kupplungen, Ketten, Kurbeln, Zahnräder usw. Auch die Vorschubmechanismen und Hilfsteile des 3D-Druckers sollten berücksichtigt werden.

Schutzmaßnahmen

• Greife nicht in den Druckbereich, während der Drucker in Betrieb ist.
• Betreibe den Drucker in einem Gehäuse, das vor versehentlichen Eingriffen in den Druckbereich schützt.
• Arbeite nur am Drucker, wenn er komplett stromlos ist.

Elektrische und Brandgefahren

Auch wenn bei einem ordnungsgemäß montierten 3D-Drucker keine zugänglichen Flächen unter Spannung stehen sollten, besteht bei unsachgemäßer Handhabung oder Wartung die Gefahr, dass der Benutzer oder die Benutzerin einer Netzspannung ausgesetzt wird. Vor allem bei preiswerten 3D-Druckern wird oft an Ecken und Kanten gespart, die eine echte Brand– oder Stromgefahr darstellen können. Während die meisten Teile des 3D-Druckers mit 12 V oder 24 V betrieben werden, laufen einige Wärmebetten mit Netzspannung (120–230 V, je nachdem, wo du wohnst), und natürlich kann eine fehlerhafte Stromversorgung ein erhebliches Risiko darstellen.

Achte darauf, dass du deinen Drucker aus seriösen Quellen kaufst.

Versuche, deinen Drucker bei (Wieder-)Verkäufern zu kaufen, die eine gute Erfolgsbilanz haben. Seriöse Geschäfte stellen sicher, dass die Artikel, die sie verkaufen, den lokalen Gesetzen entsprechen und die entsprechenden Importschritte durchlaufen haben, wenn sie aus dem Ausland importiert wurden.

Wenn du etwas über AliExpress oder einen anderen Rückkanal direkt aus China kaufst, solltest du dir bewusst sein, dass der Artikel, den du gekauft hast, möglicherweise nicht den örtlichen Sicherheitsvorschriften entspricht. Ich habe eine billige Heißluftpistole aus China gekauft und musste die internen Anschlüsse neu anlöten.

Überprüfe die Verkabelung und die Stecker.

Lose Steckverbinder führen zu einem höheren Widerstand, was wiederum zu höheren Temperaturen und damit zu einem höheren Widerstand führt. Wiederhole das noch ein paar Mal, bis du einen elektrischen Brand hast. Achte darauf, dass alle Drähte die richtige Größe haben. Vor allem beim Kauf bei weniger seriösen Anbietern werden die Produkte oft so günstig wie möglich hergestellt. Das bedeutet, dass links, rechts und in der Mitte gekürzt wird. Solange das Produkt nicht sofort in Flammen aufgeht, wird es verschickt.

Achte darauf, dass die Drähte richtig angeschlossen sind. Verzinne keine Drähte, die mit Schraubklemmen abgeschlossen werden sollen. Investiere in eine Quetschzange und mehrere Aderendhülsen.

Ergreife vorbeugende Maßnahmen

Erwäge, deinen 3D-Drucker in einem Metallgehäuse zu betreiben, einen Rauchmelder anzubringen und einen Feuerlöscher in der Nähe zu haben.

Lass den Drucker nicht unbeaufsichtigt laufen

So verlockend es auch klingen mag, lass deinen 3D-Drucker nicht unbeaufsichtigt laufen, es sei denn, du hast einen triftigen Grund, deinem 3D-Drucker zu vertrauen (z. B. wenn es sich um ein kommerzielles Gerät handelt). Und wenn du es doch tust, solltest du zumindest sicherstellen, dass du ihn mit einem Programm wie OctoPrint aus der Ferne überwachen kannst.

Arbeite nur dann am Drucker, wenn er völlig stromlos ist.

Es sollte selbstverständlich sein, dass du den Stecker deines 3D-Druckers aus der Steckdose ziehst, wenn du Wartungsarbeiten daran durchführst. Wenn du dich mit Elektronik nicht auskennst, solltest du mögliche elektrische Reparaturen jemand anderem überlassen.

Temperaturgefahren

Die offensichtlichste Quelle für Verbrennungen sind das Druckbett und der Heizblock. Druckbetten können Temperaturen von über 100 °C erreichen, während Heizblöcke leicht 270 °C und mehr erreichen. Beide Temperaturen sind hoch genug, um Verbrennungen zu verursachen, wenn sie ohne entsprechende Schutzausrüstung berührt werden.

Achte auf die heißen Teile

Die häufigsten Teile eines 3D-Druckers, die heiß werden können, sind, wie bereits erwähnt, das Heiße Ende, das Heizbett und möglicherweise die Schrittmotoren. Es könnte eine gute Idee sein, in ein Infrarot-Thermometer zu investieren, mit dem du die Temperatur der Teile überprüfen kannst, ohne sie zu berühren.

Lass es abkühlen

Abgesehen von einigen Wartungsarbeiten, bei denen der Drucker heiß sein muss, solltest du ihm Zeit zum Abkühlen geben, bevor du in der Nähe der heißen Teile arbeitest. Die meisten Drucker haben auch einen Bildschirm, der dir die aktuelle Temperatur der Bauteile anzeigt.

Schutzhandschuhe tragen

Das Tragen von dünnärmeligen Arbeitshandschuhen kann deine Hände vor versehentlichen Verbrennungen schützen, während du am Hotend arbeitest. Achte aber darauf, dass sie für höhere Temperaturen geeignet sind, sonst könnten sie dir auf die Haut schmelzen.

VOC- und Staubemissionen

FFF-3D-Drucker sind eine große Quelle für flüchtige organische Verbindungen und ultrafeine Partikel, die beide gesundheitsgefährdend sein können. Auch wenn dies je nach Filamenttyp stark variieren kann, ist es dennoch ratsam, deine Exposition gegenüber 3D-Drucker-Emissionen zu reduzieren.

Betreibe den 3D-Drucker in einem gut belüfteten Raum.

Hier ist Vorsicht geboten, denn bewegte (kalte) Luft kann deinen Druck stark verformen und ruinieren. Einige Filamente benötigen sogar eine bestimmte Lufttemperatur, um sich wie erwartet zu verhalten.

Stelle den 3D-Drucker in ein Gehäuse.

Die Einhausung erfordert geeignete Luftfilter, um die schädlichen Emissionen vollständig abzuschwächen, aber sie sollte die Belastung deutlich reduzieren.

Investiere in einen Luftreiniger.

Anstatt die Luft im Gehäuse zu filtern (was zugegebenermaßen effizienter wäre), kannst du auch einen Luftreiniger kaufen, der die Luft im Raum, in dem sich der 3D-Drucker befindet, kontinuierlich filtert. Der Markt ist überschwemmt von dubiosen Unternehmen, die versuchen, dir verschiedene Technologien anzudrehen, die die Luft angeblich noch besser reinigen. Lass die Finger von allen Filtern, die einen Ionisator oder andere Schlangenöl-Filtertechniken verwenden.

Die Größe spielt in diesem Fall eine Rolle; je größer die Filterfläche, desto besser. Er sollte mindestens einen HEPA-Filter und eine Aktivkohlestufe enthalten. Alle anderen sind überflüssig.

Trage eine Atemschutzmaske

Als Alternative zum Filtern der Raumluft kannst du auch einfach die Luft filtern, die in deine Lungen gelangt. Das kannst du tun, indem du eine Atemschutzmaske mit geeigneten Filtern trägst. Das bedeutet Partikelfilter der Klassen FFP2/3 und Aktivkohlepatronen.

Chemikalien

Bei einigen Schritten im 3D-Druck-Workflow werden Chemikalien verwendet, die verschiedene Sicherheitsvorkehrungen erfordern. Achte darauf, dass die Handschuhe nicht reaktiv sind, d.h. entweder aus Neopren oder Nitril bestehen. Latex kann mit einigen Chemikalien reagieren und sich zersetzen oder seine schützenden Eigenschaften ganz verlieren.

Isopropylalkohol

Isopropylalkohol, auch bekannt als Isopropanol, 2-Propanol oder Franzbranntwein, wird häufig zum Reinigen der Bauplatten von 3D-Druckern und in letzter Zeit auch zum Reinigen von Harzdrucken vor dem Aushärten verwendet. Obwohl er häufig in Haushaltsreinigern verwendet wird, ist reiner Isopropylalkohol viel gefährlicher.

Für den sicheren Umgang mit IPA gilt laut Formlabs:

• Trage beim Umgang mit IPA nicht reaktive Einweghandschuhe (Nitril oder Neopren).
• Arbeite in einem gut belüfteten Bereich.
• Fülle IPA aus größeren Behältern mit einer Siphonpumpe um.

Aceton

Aceton wird häufig verwendet, um 3D-Drucke zu chemisch zu glätten. Es wird auch Propanon genannt und ist eine klare, farblose Flüssigkeit, die leicht entflammbar ist. Sie gilt als gefährlicher Abfallstoff und muss ordnungsgemäß gehandhabt und entsorgt werden. Zu den möglichen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit gehören Haut-, Augen- und Lungenreizungen. Langfristige Exposition kann zu trockener, rissiger Haut und möglichen Schäden am Nervensystem führen.

Hinweise zur Handhabung:

• Achte darauf, dass der Bereich, in dem das Aceton verwendet wird, gut belüftet ist.
• Trage die richtige PSA (Handschuhe, Schutzbrille, Maske)
• Wenn du mit Aceton auf einer Oberfläche arbeitest, vergewissere dich, dass es sich um eine Oberfläche handelt, die die Flüssigkeit nicht aufsaugt.

Wenn du Aceton in deinem Betrieb verwendest, vergewissere dich, dass du über die entsprechenden Genehmigungen verfügst.

Weitere Informationen findest du hier.

Fazit

3D-Druck mit der FFF-Technologie ist insgesamt eine relativ sichere Angelegenheit, wenn einige einfache Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Achte immer auf deine Gesundheit und Sicherheit, besonders wenn du regelmäßig mit 3D-Druckern arbeitest.