3D-Drucker und Additive Fertigungsverfahren

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3D-Drucker und Additive Fertigungsverfahren

Dr. Renate Beisser

Innovative Materialien und Arbeitsschutz 07.03.2016

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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)

3D-Druck und Additive Fertigungsverfahren 07.03.2016 2

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Begriffe

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Additive Verfahren

Stereo- litho- graphie

3-D- Drucken

Layer laminated Manufactu-

ring

Digital Light Processing

Thermo- transfer- Sintern Laser-

Sintern Laser-

Strahl- schmelzen Elektronen-

Strahl- schmelzen

Fused Layer Modelling /

Manu- facturing

Multi-Jet Modelling

3-D- Drucken

3D-Druck und Additive Fertigungsverfahren 07.03.2016

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Ausgangslage

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rapide Innovation, ständig neue Anwendungsfelder und neue Werkstoffe

in den letzten Jahren günstiger

o Patent für FDM-Verfahren abgelaufen o Patent für Laser-Sintern abgelaufen

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Presse

5 28.01.2016

• VDI Spezial zu additiven Fertigung

• c‘t Sonderheft

• VDI und VDMA in diesem Bereich sehr aktiv

• Studie zu Emissionen aus 3D-Druckern wurde vom finnischen Institut für

Arbeitsmedizin gestartet

• Messung zur ultrafeinen

Partikelemissionen aus 3D-Drucker

Tischgeräten vom Institute of Technology

keine validen Studien aus Deutschland zu Emissionen aus 3-D-Druckern

3D-Druck und Additive Fertigungsverfahren

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Eingesetzte Werkstoffe und Entwicklungen

• Kunststoffe wie ABS, PLA, Nylon Polycarbonat

• Harze, Gips,

• Verbundstoffe für biokompatible Produkte oder zahnmedizinische Produkte

• Metalle und deren Legierungen

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Ziel des Projekts

• Nachweis zum sicheren Betreiben von Maschinen für die additive Fertigung (u.a. 3D-Drucker)

• Es soll die inhalative Exposition gegenüber Gefahrstoffen ermittelt werden

VOC, Aldehyde, UFP und CRM-Stoffe

• Erstellung einer EGU, auch auf Basis bestehender Empfehlungen / Studien

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Messaufbau büroähnliche Arbeitsplätze

8

Beurteilung nach Gefahrstoffverordnung

Beurteilung nach

Arbeitsstättenverordnung

ARG²US – 3D-Druck oder Additive Fertigungsverfahren 07.03.2016

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Messstrategie Produktion

• Messungen erfolgen

vorzugsweise personengetragen

• Messung soll nach TRGS 402 beurteilt werden können

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Messstrategie

• Messung der Anzahl der UFP

• Messung des Luftwechsels

• Aufgrund der sehr unterschiedlichen Werkstoffe muss individuell überprüft werden (z.B. in Form von Pyrolyseversuchen), welche Reaktions-, Zersetzungs- oder Ausgangsprodukte als flüchtige Gefahrstoffe frei werden könnten.

• bei pulverförmigen Ausgangsstoffen wird die Menge an A- und E- Staub in der Luft gemessen

• bei metallischen Ausgangsstoffen wird die Menge des jeweiligen Metalls bestimmt

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3D-Druck und Additive Fertigungsverfahren

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Geplante Messungen

• Schwerpunkte:

Messungen an Universitäten und in Betrieben

Messungen sowohl an Tischgeräten, als auch an Maschinen

• Nachstellversuche, bei denen „worst case“ Szenarien, verschiedene Werkstoffe und Drucker getestet werden sollen

• Pyrolyseversuche zu verschiedenen Kunst- und Verbundstoffen

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