Expositionsermittlung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen bei additiven Fertigungsverfahren – Einsatz von Pulverbettverfahren

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baua: Bericht

mit Gefahrstoffen bei additiven

Fertigungsverfahren – Einsatz

von Pulverbettverfahren

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Forschung Projekt F 2410

J. Walter M. Hustedt S. Kaierle U. Prott A. Baumgärtel A. Woznica R. Hebisch

Expositionsermittlung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen bei additiven Fertigungsverfahren – Einsatz von Pulverbettverfahren

1. Auflage 2021 Dortmund/Berlin/Dresden

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Diese Veröffentlichung ist der Abschlussbericht zum Projekt F 2410 „Expositionser- mittlung bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen bei additiven Fertigungsverfahren – Einsatz von Pulverbettverfahren“ im Auftrag der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeits- medizin. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Auto- rinnen und Autoren.

Autorinnen/Autoren: Dipl.-Phys. Jürgen Walter Dr. rer.nat. Michael Hustedt Dr. Ing. Stefan Kaierle

Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Prott

Dr. rer. nat. Anja Baumgärtel Dipl.-Ing. (FH) Anita Woznica Dr. rer. nat. Ralph Hebisch

Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Titelfoto: Ulrich Prott,

Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Umschlaggestaltung: Regina Grahl,

Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Herstellung: Bonifatius GmbH, Paderborn

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Die Inhalte der Publikation wurden mit größter Sorgfalt erstellt und entsprechen dem aktuellen Stand der Wissenschaft. Für die Rich- tigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Inhalte übernimmt die BAuA jedoch keine Gewähr.

Nachdruck und sonstige Wiedergabe sowie Veröffentlichung, auch auszugsweise, nur mit vorheriger Zustimmung der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin.

doi:10.21934/baua:bericht20210121 (online) www.baua.de/dok/8854510

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Inhaltsverzeichnis

Seite

Kurzreferat 5

Abstract 6

1 Einleitung 7

2 Additive Fertigungsverfahren 8

2.1 Arbeitsschritte bei der additiven Fertigung 8

2.2 Untersuchte Pulverbettverfahren 9

2.2.1 Laser-Strahlschmelzen 9

2.2.2 Laser-Sintern 10

2.3 Eingesetzte Stoffe bei Pulverbettverfahren 11

2.4 Technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen 12

2.4.1 Technische Schutzmaßnahmen 12

2.4.2 Organisatorische Schutzmaßnahmen 14

2.4.3 Persönliche Schutzmaßnahmen 15

3 Rechtliche Grundlagen 16

4 Beschreibung der Betriebe 17

4.1 Verarbeitete Werkstoffe 17

4.2 Beschreibung der Arbeitsbereiche 20

5 Durchführung der Arbeitsplatzmessungen 24

5.1 Messplanung 24

5.2 Eingesetzte Messverfahren 26

5.2.1 Staub und Staubinhaltsstoffe 26

5.2.2 Lösemitteldämpfe 27

5.2.3 Messverfahren und Sammelmedien 27

5.3 Bestimmungsgrenzen 29

5.4 Beurteilungsmaßstäbe 31

6 Ergebnisse und Diskussion 34

6.1 Wesentliche Tätigkeiten mit Exposition 34

6.2 Einsatz von Metallpulvern 35

6.2.1 Belastungen durch die einatembare und die alveolengängige

Staubfraktion 35

6.2.2 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe bei der Tätigkeit

Entnahme/Reinigen/Sieben/Rüsten 40

6.2.2.1 Ortsfeste Messungen 40

6.2.2.2 Personengetragene Messungen 42

6.2.3 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe bei der

Nachbearbeitung 45

6.2.4 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe beim Tagbetrieb

in der Produktionshalle 48

(5)

6.2.5 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe beim Nachtbetrieb

in der Produktionshalle 50

6.2.6 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe beim Sägen 52 6.2.7 Belastungen durch Metalle als Staubinhaltsstoffe beim Sieben 53 6.2.8 Beurteilung der Exposition in Abhängigkeit von den eingesetzten

Werkstoffen bei der Verarbeitung von Metallpulvern 55

6.2.8.1 Metalllegierungen auf Aluminiumbasis 55

6.2.8.2 Metalllegierungen auf Titanbasis 56

6.2.8.3 Edelstahl mit weniger als 50 % Nickelanteil 58

6.2.8.4 Edelstahl mit mehr als 50 % Nickelanteil 61

6.2.8.5 Kombinationen von Metallen 63

6.3 Einsatz von Kunststoffpulvern 67

6.3.1 Belastungen durch die einatembare und die alveolengängige

Staubfraktion 67

6.3.2 Belastungen durch Lösemitteldämpfe und Zersetzungsprodukte

bei Tätigkeiten an den Anlagen 72

6.3.3 Belastungen durch Lösemitteldämpfe und Zersetzungsprodukte

beim Tagbetrieb in der Produktionshalle 73

6.3.4 Belastungen durch Lösemitteldämpfe und Zersetzungsprodukte beim

Nachtbetrieb in der Produktionshalle 74

6.4 Vergleichende Betrachtungen zu den Staubbelastungen beim

Einsatz von Metall- und Kunststoffpulvern 75

7 Zusammenfassung / Ausblick 76

Literaturverzeichnis 81

Abbildungsverzeichnis 85

Tabellenverzeichnis 86

Zusammenstellung der Abkürzungen 88

Anhang 1 Ermittelte Messwerte nach Betrieben sortiert 89

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Expositionsermittlung bei Tätigkeiten mit

Gefahrstoffen bei additiven Fertigungsverfahren – Einsatz von Pulverbettverfahren

Kurzreferat

Additive Fertigungsverfahren („additive manufacturing“) – auch 3D-Druck genannt – finden immer breitere Anwendung bei der Herstellung von Prototypen (Rapid Prototy- ping), der Produktion von Werkzeugen (Rapid Tooling) und der Serienproduktion in- dustrieller Bauteile (Rapid Manufacturing). Dabei kommen bei den Pulverbettverfahren sowohl pulverförmige Metalllegierungen als auch Kunststoff-Polymerpulver unter- schiedlicher Zusammensetzung zum Einsatz.

Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde die inhalative Exposition der Beschäftigten gegenüber den eingesetzten Stoffen und möglichen Reaktionsproduk- ten bei der Anwendung von Metall- und Kunststoffpulvern in Pulverbettverfahren durch Arbeitsplatzmessungen ermittelt. Es erfolgten personengetragene und ortsfeste Ar- beitsplatzmessungen gemäß TRGS 402 in zehn Betrieben, die Pulverbettverfahren zur additiven Fertigung einsetzen. Die Arbeitsplatzmessungen konzentrierten sich dabei auf Betriebe, die Teile für die Automobil-, Luftfahrt- und Werkzeugindustrie produzierten, und auf Hersteller von Anlagen zur additiven Fertigung. Beim Einsatz von Pul- verbettverfahren können die Beschäftigten sowohl gegenüber der alveolengängigen und der einatembaren Staubfraktion als auch darin enthaltenen Gefahrstoffen infolge der eingesetzten pulverförmigen Ausgangswerkstoffe exponiert sein. Weiterhin kön- nen technologiebedingt Gase sowie flüchtige organische Verbindungen (VOC) zur Ex- position beitragen, die z. B. als Zersetzungsprodukte freigesetzt werden.

Bei den Untersuchungen wurde in neun von zehn Betrieben die Einhaltung des allgemeinen Staubgrenzwertes sowohl für die einatembare als auch die alveolengängige Staubfraktion festgestellt. In einem Kunststoffpulver verarbeitenden Betrieb wurden Grenzwertüberschreitungen für die alveolengängige Staubfraktion ermittelt. Für alle weiteren vorgefundenen Stoffe – einschließlich der flüchtigen Zersetzungsprodukte – wurden die Beurteilungsmaßstäbe bei der Verarbeitung von Kunststoffpulvern eingehalten. Dagegen waren bei der Verarbeitung von pulverförmigen Metalllegierungen auch Überschreitungen der Beurteilungsmaßstäbe für metallische Legierungsbestand- teile zu beobachten.

Basierend auf den ermittelten Expositionsdaten wurden allgemeine Handlungsem- pfehlungen für Betriebe der additiven Fertigung mit Pulverbettverfahren erarbeitet, die einen sicheren Umgang mit Gefahrstoffen bei Tätigkeiten der additiven Fertigung ge- währleisten sollen.

Schlagwörter:

Additive Fertigung; 3D-Druck; Pulverbettverfahren; inhalative Exposition; Gefahrstoff;

Arbeitsplatzmessung; Beurteilungsmaßstab; Handlungsempfehlung

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Determination of hazardous substances exposure during "Additive Manufacturing"

– Application of powder-based systems

Abstract

Additive manufacturing – also called 3D printing – is increasingly used for the production of prototypes (rapid prototyping), tools (rapid tooling) and the series production of industrial components (rapid manufacturing). Powders consisting either of metallic al- loys or of synthetic polymers of varying composition are used for these powder-bed processes.

In the framework of the investigation program, workers´ inhalation exposure to re- leased airborne particles of the applied powders and reaction products has been de- termined by means of workplace measurements. Both personal air sampling and sta- tionary sampling in accordance with the Technical Rule for Hazardous Substances (TRGS) 402 took place in ten enterprises. The workplace measurements focused on processes in automotive, aeronautical engineering and tool manufacturing industry.

Additionally, producers of 3D devices were included in the investigation. In powder- bed processes workers are exposed to the respirable and inhalable particle fraction and hazardous substances contained in these particle fractions. Furthermore, gases and volatile organic compounds (VOC), e.g. as decomposition products, contribute to the exposure.

The occupational exposure limits (OEL) were adhered to both for inhalable and respirable particles in nine out of ten enterprises. Exceedings of the OEL for the respirable particle fraction have been found in one enterprise processing polymer powders. For all other substances – including the decomposition products – the OELs were adhered to when polymer powders were processed. On the other hand, when processing metallic alloy powders exceedings of the OELs have been measured for some metal spe- cies.

Based on measured workers´ exposure general recommendations for good practice have been derived to support the enterprises ensuring safe work with hazardous substances in additive manufacturing.

Key words:

additive manufacturing; 3D printing; powder-bed process; inhalation exposure; hazardous substance; workplace measurement; occupational exposure limit, recommendations for good practice

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1 Einleitung

Die additive Fertigung, allgemein auch als 3D-Druck bezeichnet, gehört zu den be- deutendsten technologischen Entwicklungen im Zusammenhang mit Industrie 4.0. Der globale Umsatz der 3D-Druckindustrie wird für das Jahr 2020 auf rund 22 Milliarden US-Dollar geschätzt. Der Anteil der produzierenden Unternehmen, die in Deutschland 3D-Druck einsetzen, hat sich auf 63 % gesteigert (Umfrage 2016: 37 %). Für die zu- grundeliegende Studie hat die Ernst & Young Wirtschaftsprüfungsgesellschaft aus Stuttgart deutschlandweit 222 dieser Unternehmen befragt [1].

Der 3D-Druck hat revolutionäre Folgen, die das gesamte Denken über die industrielle Fertigung verändern. Dabei wird die additive Fertigung die industrielle Produktion mit etablierten Verfahren flächendeckend ergänzen, aber nicht vollständig ersetzen. Die großen Vorteile beim industriellen Einsatz von 3D-Druck-Verfahren bringen aber auch z. B. durch Tätigkeiten mit Metall- und Kunststoffpulvern beim Einsatz von Pulverbett- verfahren mögliche Gefährdungen am Arbeitsplatz mit sich.

Mit der additiven Fertigung werden nicht mehr nur Prototypen hergestellt (Rapid Prototyping), sondern die Technologien kommen vermehrt im Bereich der Werkzeug- herstellung (Rapid Tooling) und der Serienproduktion von industriellen Bauteilen (Rapid Manufacturing) sowie auch im privaten Bereich zum Einsatz. Aufgrund der großen Bandbreite an Verfahren ist es inzwischen möglich, eine Vielzahl neuer Mate- rialien zu verarbeiten.

Anhand von Recherchen konnten im Bereich der additiven Fertigungsverfahren [2]

bzw. zu innovativen Materialien [3] fundierte Grundlagen geschaffen werden. So wurde festgestellt, dass der Einsatz von Fotopolymerisationsverfahren (Stereolithogra- fie (SL)) den größten Anteil mit ca. 31 % darstellt, gefolgt von Pulverbettverfahren (mit Kunststoff- und Metallpulvern) mit insgesamt ca. 30 % [4]. Der Einsatz von Pulverbett- verfahren lässt eine höhere Exposition der Beschäftigten erwarten als der Einsatz anderer Verfahren, wie z. B. die Werkstoffextrusion, die wannenbasierte Polymerisation oder der Werkstoffauftrag, bei denen keine pulverförmigen Stoffe eingesetzt werden.

Ziel der durchgeführten Untersuchungen war es, im Bereich der Pulverbettverfahren beim Laser-Strahlschmelzen von Metallpulvern und Laser-Sintern von Kunststoffpul- vern durch Arbeitsplatzmessungen die Exposition von Beschäftigten zu ermitteln.

Dazu sollten in Arbeitsbereichen der additiven Fertigung die Konzentrationen der einatembaren und der alveolengängigen Staubfraktion sowie darin enthaltener Inhalts- stoffe personengetragen und ortsfest bestimmt werden. Der Schwerpunkt der Messun- gen lag in den Bereichen Automobil-, Luftfahrt- und Werkzeugindustrie sowie bei Her- stellern von Anlagen zur additiven Fertigung.

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2 Additive Fertigungsverfahren

Die Grundlage aller additiven Fertigungsverfahren bildet ein 3D-Computermodell.

Dieses wird über eine sogenannte Slicing-Software in einzelne Modellschichten zer- legt, welche dann im Anschluss vom Fertigungsgerät schichtweise additiv aufgebaut werden [5]. Bedingt durch die unterschiedlichen Verfahren sind ggf. noch weitere Nachbearbeitungsschritte zur Fertigstellung der Bauteile notwendig. So ist es möglich, Bauteile mit einer hohen Präzision, Detailgenauigkeit und - wenn nötig - einem hohen Individualisierungsgrad herzustellen. Aufgrund der Vielzahl an Verfahren ist der Ein- satz verschiedenster, auch neuer innovativer Materialien möglich.

2.1 Arbeitsschritte bei der additiven Fertigung

Die hier untersuchten additiven Fertigungsverfahren Laser-Strahlschmelzen und Laser-Sintern gehören in die Prozesskategorie „Pulverbettbasiertes Schmelzen“.

Derartige Pulverbettverfahren gliedern sich im Wesentlichen in drei Schritte:

1. Programmieren, Rüsten und Starten der Fertigungsanlage (Präprozess) 2. Produktion der Bauteile bei geschlossener Anlage im Umluftbetrieb

(Bauprozess)

3. Entnahme und Nachbearbeitung durch Abkühlen, Reinigung, Entgraten, Polieren (Postprozess).

Die kontinuierlich arbeitende Anlage wird nur beim Rüsten und bei der Entnahme sowie im Störungs- oder Wartungsfall geöffnet. Die Bedienung des Lasers erfolgt rechnergestützt außerhalb des Bauraumes. Während des Bauprozesses (auch als Baujob bezeichnet) werden die Anlagen von den Beschäftigten sporadisch überprüft.

Die Beschäftigten verrichten im Allgemeinen folgende Aufgaben:

• Kontrolle der Anlagen; Überprüfung von Anlagenparametern

• Programmierung der Anlagen/Einlesen der Software

• Rüsten der Anlagen mit Pulver

• Fluten mit Schutzgas

• Starten der Bauprozesse

• Prüfung der Anlagen während des Bauprozesses

• Reinigen der Anlagen und des Fußbodens

Nach dem Bauprozess müssen die Bauteile aus dem Pulverbett entnommen werden.

Im Metallbereich kann dies nach dem Abkühlen innerhalb der Anlage oder auch in einer separaten, ggf. mit Schutzgas beaufschlagten Teile-Entnahmestation erfolgen.

Dazu wird das überschüssige Pulver manuell und/oder durch Absaugen entfernt. Das Pulver wird in der Regel durch Sieben wiederaufbereitet und kann somit wiederverwendet werden. Nun wird die weitgehend gereinigte Grundplatte mit den Bauteilen aus der Prozesskammer oder der separaten Entnahmestation entnommen. Die Bauteile werden von der Grundplatte im Allgemeinen durch Schlagen, Sägen, Erodieren, oder

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Trennschleifen abgetrennt. Anschließend wird die Stützstruktur von den Teilen entfernt. Ggf. ist im Nachgang noch weiteres Trennen, Schleifen und Polieren erforderlich.

Kunststoffe müssen nach dem Bauprozess unter Schutzgasatmosphäre abgekühlt werden, damit Pulver und Bauteile nicht oxidieren und sich die Bauteile oberflächlich nicht verfärben. Zur Vermeidung von Verzug müssen die Kunststoffteile langsam ab- kühlen. Die Abkühlung kann innerhalb des Bauraums der geschlossenen Anlage erfolgen oder durch Aufbewahrung des aus der Anlage entnommenen Wechselrahmens in einem separaten Raum unter Schutzgasatmosphäre. Zur Freilegung und Entnahme der Bauteile kann der Pulverkuchen z. B. an einer separaten Entnahmestation hän- disch „aufgebrochen“ und das überschüssige Pulver entfernt werden. Dieser Vorgang ist auch maschinell durch Rütteln möglich. Das Pulver kann nach dem Sieben zumeist wiederverwendet werden. Die Bauteile werden entnommen und mittels Pinsel, Bürsten und Sauger gereinigt. Die Nachbearbeitung erfolgt durch Sandstrahlen, Schleifen und Infiltrieren mit Lösemitteln. In einem möglichen letzten Arbeitsschritt werden auch Ein- zelteile verklebt.

2.2 Untersuchte Pulverbettverfahren

2.2.1 Laser-Strahlschmelzen

Für das Laser-Strahlschmelzen (siehe Abb. 2.1) werden auch die nachfolgenden alter- nativen Bezeichnungen verwendet: Selective Laser Melting (SLM^®), LaserCUSING^®, Direct Metal Laser Sintering^®, Laser Metal Fusion (LMF^®) [6]. In der Forschungsland- schaft ist die Bezeichnung LPBF (Laser Powder Bed Fusion) gebräuchlich. In der DIN EN ISO/ASTM 52911-1 [7] heißt es PBF-LB/M (Powder Bed Fusion by Laser Beam of Metals). Die VDI-Richtlinie VDI 3405 Bl. 2.4 [8] spricht von L-PBF-M (Laser Powder Bed Fusion of Metal) und verweist auf die DIN EN ISO/ASTM 52900 [9].

Abb. 2.1 Anlage zum Laser-Strahlschmelzen von Metallpulvern

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Bei diesem Verfahren wird Metallpulver definierter Korngröße und Form mit einem Laser verschmolzen. Als Werkstoffe werden u. a. verschiedene Stähle, Aluminium-, Cobalt-, Nickel- und Titanlegierungen eingesetzt. Die Korngrößen liegen etwa zwischen 15 µm und 60 µm. Standardschichtdicken liegen bei guter Qualität der Bauteile zwischen 30 µm und 60 µm. Schichtdicken über 100 µm sind auch möglich, dienen aber im Wesentlichen nur zu Demonstrations- oder Entwicklungszwecken.

In einem mit Schutzgas (z. B. Argon) beaufschlagten Bauraum mit beheizbarer Bau- platte wird eine dünne Pulverschicht mit einem Beschichterarm ausgebreitet (siehe Abb. 2.2). Ein fokussierter Laserstrahl fährt die mit der Software vorgegebene Geometrie ab und verschmilzt das Metallpulver mit der darunter befindlichen Schicht.

Anschließend wird das Bauteil um eine Schichtdicke abgesenkt und mit dem Beschich- terarm eine neue Schicht Metallpulver aufgetragen. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis das Bauteil fertiggestellt ist. Je nach Geometrie sind Stützstrukturen notwendig.

Das fertige Bauteil wird erst abgekühlt aus dem Pulverbett entnommen, vom Pulver befreit und durch Trennen, Schleifen, Polieren sowie erforderlichenfalls eine thermische Behandlung (Spannungsglühen) nachbearbeitet. Die sortenreinen Pulver können nach dem Sieben ggf. wiederverwendet werden.

Abb. 2.2 Geöffneter Bauraum (der Pfeil kennzeichnet den Beschichterarm)

2.2.2 Laser-Sintern

Das Laser-Sintern wird auch als Selektives Laser Sintern (SLS^®) oder Kunststoff- Laser-Sintern bezeichnet [6].

Als Werkstoffe kommen u. a. Polyamide (z. B. PA12), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyetheretherketon (PEEK) zum Einsatz. Die Kunststoffe können Zusätze wie z. B. Kohlenstoff, Metallpartikel oder Fasern enthalten. Die Korngrößen liegen etwa zwischen 20 µm und 100 µm. Bei der Verarbeitung von Kunststoffpulver sind Schichtdicken in Abstufungen von 60 µm bis 180 µm möglich.

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Das Verfahrensprinzip ist ähnlich dem des Laser-Strahlschmelzens. Ein thermoplasti- sches Material in Pulverform wird durch einen Laser versintert. Der Bauraum ist mit Schutzgas (z. B. Argon, Stickstoff) beaufschlagt und aufgeheizt. Eine dünne Pulver- schicht wird mit dem Beschichterarm aufgetragen und anschließend wird mit dem fokussierten Laserstrahl die Schichtgeometrie des Bauteils abgefahren. Der Kunststoff versintert mit der vorangegangenen Schicht. Nach dem Absenken der Bauplattform um eine Schichtdicke wird eine neue Pulverschicht aufgetragen, die erneut mit dem Laserstrahl abgefahren wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis das Bauteil fertiggestellt ist. Stützstrukturen sind im Regelfall nicht notwendig, da das Bauteil durch den Pulverkuchen gestützt wird.

Der Pulverkuchen mit dem fertigen Bauteil muss langsam unter Schutzgasatmosphäre abkühlen, um einen Verzug und eine Oxidation des Bauteils zu vermeiden. Anschlie- ßend kann das Bauteil in einer Auspackstation (siehe Abb. 2.3) entnommen und vom Pulver getrennt werden. Sortenreine Pulver können nach dem Sieben ggf. wiederverwendet werden.

Abb. 2.3 Auspackstation für Kunststoffteile

2.3 Eingesetzte Stoffe bei Pulverbettverfahren

Bei den hier untersuchten additiven Fertigungsverfahren werden mikroskalige Metall- und Kunststoffpulver eingesetzt. Bei geschlossener, dichter Anlage und laufendem Bauprozess ist nicht von einer Emission von Partikeln und Gasen auszugehen, da das Schutzgas innerhalb der Anlage umgewälzt wird.

Metallpulver können als Legierungsbestandteile u. a. Nickel, Chrom, Cobalt und Kupfer enthalten. Die hohen Prozesstemperaturen durch den Laser führen dazu, dass die Metalle bei Anwesenheit von Restsauerstoff zu Metalloxiden oxidiert werden kön- nen. Die Bildung von Chrom(VI) bei der Verwendung von chromhaltigen Legierungen ist möglich. Mit einer Exposition der Beschäftigten gegenüber krebserzeugenden

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Stoffen wie z. B. Nickel und Cobalt ist somit in Abhängigkeit von den Einsatzstoffen zu rechnen.

Selten ist der Einsatz von Sondermaterialien und Edelmetallen. Dazu gehören u. a.

Refraktärmetalle (z. B. Wolfram mit hohem Schmelzpunkt, niedriger Wärmeausdeh- nung sowie hoher Festigkeit und Härte), Nitinol (Formgedächtnislegierung aus Nickel und Titan), Gold und Silber. Während der durchgeführten Untersuchungen kamen diese Stoffe nicht zum Einsatz.

Kunststoffpulver werden durch den Laser bis zur Schmelze erhitzt, so dass flüchtige organische Verbindungen und ggf. thermische Zersetzungsprodukte entweichen können.

Während des Prä- und Postprozesses ist die Expositionsdauer der Beschäftigten gegenüber den Pulvern am längsten. Bei diesen Prozessen sind tätigkeitsbedingt die höchsten Expositionen gegenüber Gefahrstoffen zu erwarten. Insbesondere durch die Tätigkeiten mit den Metall- und Kunststoffpulvern im Prä- und Postprozess können Partikel in die Luft im Arbeitsbereich gelangen. Daher wurden bei den nachfolgend beschriebenen Untersuchungen vor allem die alveolengängige und die einatembare Staubfraktion mit ihren Inhaltsstoffen betrachtet.

2.4 Technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen

2.4.1 Technische Schutzmaßnahmen

Der Bauprozess findet bei den untersuchten Verfahren stets in einem geschlossenen Bauraum unter Schutzgas (z. B. Argon, Stickstoff) statt. Der Bauraum kann während des Fertigungsprozesses nicht geöffnet werden. Eine Unterbrechung ist nur durch einen Abbruch des Bauprozesses möglich. Die während des Bauprozesses in die Schutzgasatmosphäre freigesetzten Partikel (Pulver, Stäube, Rauche) werden innerhalb der Anlage mit dem unter geringem Überdruck stehenden Schutzgas im Umluft- betrieb über Filter geführt und abgetrennt. Gas- und dampfförmige Komponenten werden aus dem Schutzgas nicht entfernt. Zur Durchführung von manuellen Tätigkeiten im Bauraum wird das Schutzgas durch Luft ersetzt. Sofern die Anlagen über ein Aus- lassventil verfügen, wird der Bauraum vor dem Öffnen mit Luft durchströmt, wobei das Gemisch aus Luft und Schutzgas durch das Auslassventil in die Raumluft abgeführt wird. Das Auslassventil kann dabei auch an eine Absaugung angeschlossen sein, die das Schutzgas nach außen abführt. Dies ist insbesondere im Kunststoffbereich häufig der Fall. Ohne Auslassventil entweicht das im Bauraum enthaltene Schutzgas einfach durch die geöffnete Bauraumtür. Eine Gefährdung für Beschäftigte besteht durch das Schutzgas nicht, weil es sich sehr schnell mit Raumluft durchmischt und Argon zusätz- lich aufgrund seiner höheren Dichte zu Boden sinkt. Ferner ist das Volumen gering, so dass keine signifikante Luftverdrängung erfolgt. In vielen Betrieben werden fest instal- lierte Gaswarngeräte zur Warnung vor unkontrolliertem Ausströmen des Schutzgases und zur Überwachung der Sauerstoffkonzentration im Arbeitsbereich eingesetzt.

Der Pulver-Overflow, der am Ende einer Überfahrt des Beschichterarms übrigbleibt, wird in einem Sammelbehälter aufgefangen und muss nach Fertigstellung des Bauteils

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regelmäßig entweder sachgerecht gesiebt oder entsorgt werden. Zum Absaugen von Pulver im Bauraum sowie aus den Bauteilen bzw. von den Bauplattformen stehen neben mobilen Trocken- und Nasssaugern, die über einen Staub-Explosionsschutz verfügen können, ggf. auch festinstallierte integrierte Absaugvorrichtungen (siehe Abb.

2.4) zur Verfügung.

Abb. 2.4 Absaugen von Metallpulver aus dem Bauraum mit einem fest installierten Absaugschlauch

Raumlufttechnische Anlagen waren nicht in allen Betrieben vorhanden. In den entsprechenden Fällen war dann nur eine natürliche Lüftung möglich.

Viele 3D-Druckanlagen (insbesondere Anlagen mit größerem Bauraum) und Teile- Entnahmestationen im Metallbereich verfügen über Handschuhkästen (sogenannte

„Gloveboxen“, siehe Abb. 2.5). Somit können manuelle Tätigkeiten innerhalb des Bau- raumes bzw. der Entnahmestation ausgeführt werden, ohne die Tür zu öffnen. Damit ändert sich das Gasgemisch im Bauraum nicht und es erfolgt keine Exposition des Beschäftigten gegenüber Gefahrstoffen aus dem Bauraum.

Des Weiteren sind die Strahlanlagen mit Gloveboxen ausgestattet.

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Abb. 2.5 Tätigkeiten an einer offenen Teile-Entnahmestation mit dem hochge- schwenkten Handschuhkasten (Glovebox)

2.4.2 Organisatorische Schutzmaßnahmen

In allen Betrieben lagen Gefährdungsbeurteilungen und Betriebsanweisungen vor.

Unterweisungen fanden nach Auskunft der Beschäftigten regelmäßig und ggf. anlass- bezogen statt.

Als organisatorische Schutzmaßnahme wurde in allen Betrieben die geregelte Zutritts- berechtigung zum Fertigungsbereich vorgefunden. In einem Fall war das Betreten des Bereiches nur durch eine Schleuse möglich, in der auch ein Kleidungswechsel vorge- schrieben war (Schwarz-Weiß-Bereich). Geöffnete Anlagen wurden teilweise mit Tras- sierband abgesperrt, um die Anzahl exponierter Beschäftigter im Nahbereich der An- lagen so gering wie möglich zu halten.

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2.4.3 Persönliche Schutzmaßnahmen

Eine allgemeine Vorgabe zur Arbeitskleidung existierte in den untersuchten Betrieben nicht. Die Ausstattung mit persönlicher Schutzausrüstung (PSA) war in den Betrieben unterschiedlich. Neben Alltagskleidung wurden meistens Kittel, seltener Overalls oder auch Einweg-Schutzanzüge getragen. In allen Betrieben mussten Sicherheitsschuhe (mindestens Schutzklasse S1) getragen werden. Als Schutzhandschuhe kamen hitzefeste Handschuhe nach DIN EN 407 [10], Handschuhe zum Schutz gegen mechanische Risiken nach DIN EN 388 [11] sowie Einmalhandschuhe aus Nitrilkautschuk zum Schutz gegen Chemikalien nach DIN EN 374 [12] zum Einsatz.

Schutzbrillen sowie Gehörschutzstöpsel (vereinzelt Bügelgehörschutz) standen über- all zur Verfügung. Insbesondere bei der spanenden Nachbearbeitung wurden Schutz- brillen getragen. Bei der Verwendung von Gehörschutz durch die Beschäftigten waren allerdings deutliche Defizite feststellbar. Beim Atemschutz reichte das Spektrum von partikelfiltrierenden Halbmasken der Typen FFP1 bis FFP3 über Halbmasken mit Wechselfilter (A2, P2, P3) bis hin zu Gebläsefiltergeräten mit Hauben (TH3P).

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3 Rechtliche Grundlagen

Gemäß Arbeitsschutzgesetz [13] besteht für den Arbeitgeber die Verpflichtung, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen. Da bei der additiven Fertigung verschiedene Gefahrstoffe eingesetzt werden oder verfahrensbedingt entstehen können, greifen die entsprechenden Regelungen der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) [14]. So hat der Arbeitgeber sicherzustellen, dass entsprechende Maßnahmen zum Schutz der Be- schäftigte umgesetzt und die Arbeitsplatzgrenzwerte oder andere Beurteilungsmaß- stäbe für die inhalative Exposition gegenüber Gefahrstoffen eingehalten werden.

Die Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen erfolgt gemäß der technischen Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 400 [15]. Die Durchführung von Arbeitsplatz- messungen zur Ermittlung und Beurteilung der inhalativen Exposition im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung ist in der TRGS 402 [16] beschrieben. Die dermale Exposition gegenüber Gefahrstoffen wird entsprechend der TRGS 401 [17] ermittelt und beurteilt.

Gefährdungen durch eine mögliche dermale Exposition gegenüber Pulverwerkstoffen und Redepositen wurden im Rahmen dieser Untersuchungen nicht näher betrachtet, aber im Kapitel 7 bei den Handlungsempfehlungen berücksichtigt.

Beurteilungsmaßstäbe für die inhalative Exposition finden sich in der TRGS 900 [18], der TRGS 910 [19] und der TRGS 561 [20]. Darüber hinaus wurden für Stoffe ohne verbindlichen Grenzwert oder Beurteilungsmaßstab Grenzwertvorschläge der DFG- Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe [21] oder auslän- dische Grenzwerte [22] herangezogen. Da bei den Tätigkeiten der additiven Fertigung auch krebserzeugende, keimzellmutagene und reproduktionstoxische Gefahrstoffe eingesetzt werden bzw. entstehen können, gelten die besonderen Schutzmaßnahmen gemäß § 10 GefStoffV.

Weitergehende Ausführungen finden sich im Kapitel 5 „Durchführung von Arbeitsplatz- messungen“. Dies betrifft neben der technischen Planung und Durchführung auch die strategische Gestaltung der Messungen, um Art, Ausmaß und Dauer der inhalativen Exposition möglichst repräsentativ zu ermitteln und zu beschreiben.

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4 Beschreibung der Betriebe

In zehn Betrieben wurden Arbeitsplatzmessungen entsprechend TRGS 402 [16]

durchgeführt. In drei Betrieben wurden sowohl Werkstoffe aus Kunststoff und Metall verarbeitet, in sechs Betrieben nur Metalle und in einem Betrieb ausschließlich Kunst- stoffe. Sowohl die Metalle als auch die Kunststoffe wurden mit dem Pulverbett- verfahren verarbeitet. Für Metallpulver kam das Laser-Strahlschmelzen und für Kunst- stoffpulver das Laser-Sintern entsprechend Kapitel 2.2 zum Einsatz.

Bei den untersuchten Betrieben handelte es sich sowohl um Neugründungen als auch um neue Unternehmensbereiche in etablierten Unternehmen. Die Anzahl der Beschäf- tigten in diesen Betrieben lag zwischen dem einstelligen Bereich und mehreren hun- dert Beschäftigten.

Drei Betriebe waren Anlagenhersteller für die additive Fertigung. Die anderen Betriebe produzierten für den Eigenbedarf und/oder für Auftraggeber. Die Auslastung der Be- triebe war durchgehend gut. Die Anlagen sind dementsprechend im Allgemeinen 24 Stunden pro Tag und 365 Tage pro Jahr einsatzbereit. Weiterhin gingen die Betriebe von einer guten Entwicklung des Marktes und daher ihrer eigenen Expansion aus.

Zwei Betriebe (A und G, siehe Tab. 4.4) arbeiteten im Zwei-Schichtsystem, die anderen in einer Schicht mit zum Teil flexibilisierter Arbeitszeit. Die Produktionsanlagen für die additive Fertigung liefen in der Regel rund um die Uhr, da nach Beginn eines Fer- tigungsprozesses oftmals lange Zeiten bis zur Fertigstellung des Produktes erforderlich waren.

4.1 Verarbeitete Werkstoffe

In Tab. 4.1 sind die in den untersuchten Betrieben eingesetzten Pulverwerkstoffe aufgelistet. Die Bezeichnungen der Pulverwerkstoffe entsprechen den Bezeichnungen nach der internationalen Kategorisierung [23-25] oder sind Hersteller- bzw.

Handelsnamen.

In Tab. 4.2 sind die verwendeten Metallpulver sowie deren Legierungsbestandteile mit einem Masseanteil ≥ 2 % aufgeführt. Die Korngrößen der Metallpulver variierten zwischen 15 µm und 60 µm. Die Schichtdicken während der Baujobs betrugen bis zu 100 µm.

In Tab. 4.3 sind die verwendeten Kunststoffpulver mit der Bezeichnung des entsprechenden Werkstoffs aufgelistet. Bei allen verarbeiteten Kunststoffen handelte es sich um Thermoplaste. Bei den Kunststoffpulvern lag die allgemeine Korngröße zwischen 20 µm und 100 µm und die Schichtdicke während der Baujobs zwischen 60 µm und 180 µm. Eine Ausnahme bildete hier das mit Kohlefasern gefüllte PEEK mit Korn- größen zwischen 5 µm und 110 µm.

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Tab. 4.1 Übersicht über die verarbeiteten Pulverwerkstoffe in den Betrieben

Betrieb

Kunststoff Metall

PA2200TM HT-23TM PA1101TM PA12/PA12 GF PA2201TM PA2221TM PA3200TM Glas PA2241TM FR PP 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5) 1.4404 (316L) 1.4542 (17-4PH) 1.4545 (15-5PH) 2.4668 (IN718) 3.7165 (Ti6Al4V, Ti64) 3.2382 (AlSi10Mg) CoCr Ti-Alloy TA15

A X X X

B X X X X X X X

C X X X X X X

D X X

E X

F X X X X

G X X X

H X

I X X X X X X X X

K X

(20)

19 Tab. 4.2 Übersicht über die eingesetzten Metallpulver mit Inhaltsstoffen [Masse-%]

Werkstoff /

Legierungsbestandteil Al Cr Co Cu Fe Ni Mn Mo Si Ta+Nb Ti V

1.2709 - - 8,5-10 - > 64 17-19 - 4,5-5,2 - - - -

1.4404 (316L) - 16,5-18,5 - - > 63 10-13 0-2 2-2,5 - - - -

1.4542 (17-4PH) - 15-17,5 - 3-5 > 69 3-5 - - - -

1.4545 (15-5PH) - 14,5-15,5 - 2,5-4,5 > 72 3,5-5,5 - - - - 2.4668 (IN718) - 17-21 - - > 11 50-55 - 2,8-3,3 - 4,75-5,5 - - 3.7165 (Ti6Al4V, Ti64) 5,5-6,75 - - - > 88 3,5-4,5

3.2382 (AlSi10Mg) > 86 - - - 9-11 - - -

CoCr - 27-30 > 59 - - - - 5-7 - - - -

Ti-Alloy (TA15) 5,5-7,1 - - - > 85 0-2,5

„-“ bedeutet: weniger als 2 Masse-%

(21)

Tab. 4.3 Übersicht über die eingesetzten Kunststoffpulver

Kunststoff Werkstoff

HT-23^TM Kohlefaser gefülltes Polyetheretherketon (PEEK)

PA1101^TM Polyamid 11, weiß

PA12 Polyamid 12

PA2200^TM Polyamid 12, weiß

PA2201^TM Polyamid 12, weiß, transluzenter als PA 2200

PA2221^TM Polyamid 12

PA2241^TM FR Polyamid 12 mit feuerhemmenden Eigenschaften PA3200^TM Glas weißliches, glaskugelgefülltes Polyamid 12-Pulver

PP Polypropylen

Neben den Pulverwerkstoffen wurden an den Anlagen auch geringe Mengen an Rei- nigungsmitteln wie z. B. Isopropanol, Methanol, Ethanol und verdünnte Natronlauge zum Reinigen der Optik eingesetzt. Darüber hinaus kamen vorkonfektionierte feuchte Reinigungstücher zur Anwendung. In einem Betrieb wurden die Produkte auf Kunst- stoffbasis zwecks Oberflächenbehandlung zum Verschließen der Poren in lösemittel- haltigen Tauchbädern infiltriert.

4.2 Beschreibung der Arbeitsbereiche

Die in den Betrieben sehr unterschiedlich gestalteten Arbeitsbereiche für die additive Fertigung sind in Tab. 4.4 näher beschrieben. Die Arbeitsbereiche reichten von kleinen abgegrenzten Räumen ohne Fenster mit zwei Anlagen bis zu Hallen mit 25 und mehr Anlagen.

Betriebe, die sowohl Kunststoff- als auch Metallpulver verarbeiteten, hatten diese Be- reiche stets in getrennten Räumen untergebracht. Eine räumliche Trennung zu weiteren Bereichen, wie z. B. Fluren und Nachbearbeitung, war teilweise nur durch nicht deckenhohe Trennwände hergestellt. Die Nachbearbeitung war jedoch in den meisten Fällen baulich komplett von der Produktion getrennt. Vereinzelt befanden sich durch Zwischenwände abgetrennte Büroarbeitsplätze in den Produktionshallen.

Die Dauer der Produktionsprozesse (Bauprozesse) variierte stark in Abhängigkeit vom jeweils herzustellenden Produkt. Grundsätzlich war die Produktionskapazität für einen Betrieb rund um die Uhr ausgelegt. Prä- und Postprozesse, wie das Programmieren und Rüsten der Anlagen bzw. die Entnahme der Erzeugnisse und die Reinigung, er- forderten einen großen Zeitaufwand. Die Auslastung der Anlagen war somit für die Produktion z. T. deutlich geringer als 24 Stunden pro Tag.

Auch in Betrieben mit einer großen Anzahl von Beschäftigten in einem Raum verrich- teten unmittelbar an einer Anlage nur ein bis zwei Beschäftigte mit dem Produktions- prozess verbundene Tätigkeiten. Dabei war ein und derselbe Beschäftigte auch nach- einander an verschiedenen Anlagen aktiv. In der Nachbearbeitung waren teilweise

(22)

mehrere Arbeitsplätze vorhanden, so dass bis zu sechs Beschäftigte in einem Raum gleichzeitig tätig waren.

Tab. 4.4 enthält nähere Angaben zur verwendeten persönlichen Schutzausrüstung in den untersuchten Betrieben. Ergänzend zu der in Kapitel 2.4.3 beschriebenen per- sönlichen Schutzausrüstung wurden in Betrieb K während des Infiltrierens mit Löse- mitteln Chemikalienschutzhandschuhe nach DIN EN 374 [12] aus Polychloropren/

Naturlatex sowie Chemikalienschutzschürzen getragen.

In sieben Betrieben verfügten die additiven Fertigungsanlagen mit größerem Bauraum und Einsatz im Metallbereich über Gloveboxen, die Anlagen der Betriebe C und E entsprechend nicht. In einigen dieser Betriebe waren separate Teile-Entnahmestationen für metallische Werkstücke vorhanden, die mit Gloveboxen ausgestattet waren. Im Wesentlichen erfolgte das Freilegen der Werkstücke, die Pulverentnahme und die Rei- nigung des Bau- bzw. Entnahmeraumes durch die eingebauten Handschuhe bei geschlossener Tür. Je nach Betrieb trugen die Mitarbeiter zusätzlich Einmalhandschuhe bei Benutzung der Handschuhe der Gloveboxen.

Die in den vier untersuchten Betrieben vorgefundenen Laser-Sinteranlagen für Kunst- stoffe verfügten nicht über Gloveboxen. Die Strahlanlagen waren immer mit Glove- boxen ausgestattet.

Bei Störungen der Produktionsanlagen kamen betriebsinterne Regelungen zur An- wendung. Da Störungen in Einzelfällen auch während der Messungen auftraten, wird dies bei der Beurteilung der Messwerte ggf. berücksichtigt.

(23)

Tab. 4.4 Übersicht über die untersuchten Betriebe Betrieb Beschäftigte Anzahl der

Anlagen Räumlichkeiten und

Standorte/Anordnung der Anlagen Verwendete PSA

A ^{ca. 20} 15 (Metall)

4 (Kunststoff) in einer Halle

Metall- und Kunststoffbereich sowie additive Fertigung und Nachbearbeitung sind voneinander durch nicht bis zur Decke reichende Wände getrennt.

Die Anlagen stehen vergleichsweise weit auseinander (Abstand überwiegend > 2 m).

Einmalhandschuhe aus Nitrilkautschuk gemäß DIN EN 374.

Hitzefeste Handschuhe gemäß DIN EN 407.

Gebläsefiltergeräte mit P3-Filtern.

B ^{ca. 15} 11 (Metall) 23 (Kunststoff) in zwei Hallen

Metall- und Kunststoffbereich befinden sich in getrennten Räumen. Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind in getrennten Räumen untergebracht.

Die Anlagen im Metallbereich stehen überwie- gend > 2 m auseinander. Im Kunststoffbereich stehen die Anlagen etwas näher zusammen.

Handschuhe gemäß DIN EN 388.

Kunststoffbereich: Atemschutz Typ FFP3.

Metallbereich: Atemschutz-Halbmasken mit Filtertyp P3ABE1.

C 1 – 10 pro

Raum > 80 (1 bis 15 Anlagen pro Raum; Metall und Kunst- stoff)

Metall- und Kunststoffbereich befinden sich in getrennten Räumen. Die Nachbearbeitung erfolgt in demselben oder einem angrenzenden Raum (z. T. offene Tore).

Die Anlagen stehen unterschiedlich nahe zusammen: teils kompakt nebeneinander in einem Raum, teils mit größerem Abstand zueinander.

Atemschutz Typ FFP3 NR D.

D ^{ca. 6} 3 (Metall)

in zwei Räumen

Die additive Fertigung befindet sich in zwei vom übrigen Hallenbereich abgetrennten Räumen.

Fertigung und Nachbearbeitung sind nicht voneinander getrennt.

Die Anlagen stehen kompakt nebeneinander.

Kittelpflicht.

Schutzbrillenpflicht.

Atemschutz (Vollgesichts- und Halbmasken) mit P3-Filtern.

E ^{3 – 5} 9 (Metall)

in einem Raum

Additive Fertigung und spanende Nachbear- beitung befinden sich nicht im selben Raum, sondern in verschiedenen Gebäudeteilen.

Die Anlagen sind kompakt nebeneinander und gegenüberstehend aufgebaut.

Kittel- und Handschuhpflicht.

Angebot von Halbmasken mit Filtertyp P2.

(24)

Tab. 4.4 Übersicht über die untersuchten Betriebe (Fortsetzung) Betrieb Beschäftigte Anzahl der

Anlagen Räumlichkeiten und

Standorte/Anordnung der Anlagen Verwendete PSA

F ^{2 – 6} 12 (Metall)

in einem Raum Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind räumlich voneinander getrennt, aber durch offene Tore verbunden.

Großzügige Aufteilung der Anlagen in einer Halle. Die Anlagen stehen weit auseinander (> 2 m).

Kittel- und Handschuhpflicht. Einmalanzüge.

Gebläsefiltergeräte mit Haube und Filtertyp TR-3712E.

Angebot von Halbmasken (Nachbearbeitung).

G ^{ca. 10} 7 (Metall)

in drei Räumen

Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind in verschiedenen Gebäudeteilen untergebracht.

Die Anlagen stehen vergleichsweise nahe bei- einander.

Gebläsefiltergeräte mit Filtertyp P3.

Halbmasken mit Filtertyp P1.

H ⁴ 6 (Metall)

in einer Halle Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind räumlich voneinander getrennt, aber durch offene Türen verbunden.

Die Anlagen stehen in einer Halle mit einem Abstand von > 2 m auseinander.

Einmalanzüge.

Gebläsefiltergeräte mit Filtertyp TH2/TH3PSL.

I ^{ca. 45} 33 (Metall)

in drei Hallen Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind räumlich voneinander abgetrennt.

Die Anlagen stehen großzügig in den Hallen verteilt. Der Abstand voneinander ist zumeist größer als 2 Meter.

Einmalanzug Kat. III, Typ 5/6.

Vollgesichtsmaske mit P3A2-Filtern.

Atemschutz vom Typ FFP2 NR D.

K ^{2 – 3} 4 (Kunststoff)

in einer Halle Raum

Additive Fertigung und Nachbearbeitung sind räumlich voneinander getrennt.

Die Anlagen befinden sich in einer Halle und haben mindestens 2 m Abstand voneinander.

Einmalhandschuhe aus Nitrilkautschuk gem.

DIN EN 374. Chemikalienschutzhandschuhe gemäß DIN EN 388 und DIN EN 374.

Chemikalienschutzschürzen.

Atemschutz-Halbmasken.

Atemschutz vom Typ FFP3.

(25)

5 Durchführung der Arbeitsplatzmessungen

Im Vorfeld der Arbeitsplatzmessungen in zehn Betrieben wurde zur Umsetzung der Messstrategie ein Arbeitsplan zur Erfassung der inhalativen Exposition entwickelt. Da- bei wurden alle für die additive Fertigung notwendigen Arbeitsschritte berücksichtigt.

Die Planung und Durchführung der Arbeitsplatzmessungen erfolgte gemäß TRGS 402 [16]. Personengetragene Messungen wurden dabei bevorzugt. Da an den Anlagen jedoch nicht ständig Beschäftigte tätig waren, wurden immer auch ortsfeste Messungen durchgeführt. Die Messungen erfolgten je Betrieb an drei bis vier aufeinanderfolgen- den Arbeitstagen. Die Messplanung wurde immer vorab mit der Fertigungsplanung der Betriebe abgestimmt. Die Vorgehensweise war dabei in allen Betrieben vergleichbar und entsprach im Wesentlichen der bereits von Beisser et al. [26] beschriebenen.

5.1 Messplanung

Das Pulverbettverfahren gliedert sich im Wesentlichen sowohl für die Metalle als auch für die Kunststoffe in die drei Prozessschritte Präprozess, Bauprozess und Postpro- zess.

Der Bauprozess findet in einer geschlossenen Anlage statt, die nur gelegentlich vom Beschäftigten kontrolliert wird. Um mögliche Freisetzungen von Gefahrstoffen wäh- rend des Betriebs der laufenden Anlage zu messen, waren hierfür ortsfeste Arbeits- platzmessungen erforderlich. Diese liefern dann insbesondere Aussagen zur mög- lichen Belastung der Beschäftigten, wenn sich diese direkt an den Anlagen aufhalten.

Die Messdauer konnte so lang gewählt werden, dass die Möglichkeit bestand, ausreichend niedrige Bestimmungsgrenzen zu erhalten.

Beim Prä- und Postprozess ist allgemein mit höheren Gefahrstoffbelastungen zu rechnen, da hierbei die Anlagen geöffnet sind und häufig Tätigkeiten mit dem offenen Pul- ver und mit den produzierten Werkstücken stattfinden. Typisch sind dabei solche Tätigkeiten wie die Reinigung des Bauraums (siehe Abb. 5.1), das Auffüllen des Pul- vervorrats, das Sieben des Pulvers sowie die mechanische Nachbearbeitung (z. B.

Schleifen, Strahlen) der Werkstücke. Bei diesen Tätigkeiten wurden jeweils personengetragene und ortsfeste Messungen durchgeführt. Aufgrund der oftmals kurzen Zeit- dauer einzelner Tätigkeiten war es erforderlich, mehrere Tätigkeiten – auch unter- schiedlicher Art – in einer Messung zusammenzufassen, um eine ausreichend niedrige Bestimmungsgrenze während der Messung zu erreichen.

Vor der Durchführung von Arbeitsplatzmessungen wurden Informationen über die Be- triebe, die Arbeitsbereiche, die Anlagen und Arbeitsmittel, die Verfahrensweisen (Pro- zessschritte), die eingesetzten Werkstoffe, die vorhandenen Schutzmaßnahmen und sonstige relevante Randbedingungen zusammengetragen. Grundsätzlich wurden bei der Planung der Arbeitsplatzmessungen alle relevanten Gefahrstoffe berücksichtigt.

Bei den Pulverbettverfahren werden stets pulverförmige Ausgangsstoffe (Metall- bzw.

Kunststoffpulver) eingesetzt. Auch beim Postprozess können durch erforderliche mechanische Verfahren, wie z. B. Schleifen, Partikel freigesetzt werden. Somit waren in jedem Fall die einatembare und die alveolengängige Staubfraktion zu erfassen. Die

(26)

Messungen fanden personengetragen am Beschäftigten statt und waren im Regelfall tätigkeitsbezogen. Zusätzlich wurden in räumlicher Nähe zu den Beschäftigten weitgehend zeitgleich ortsfeste Staubmessungen durchgeführt.

Abb. 5.1 Nutzung eines Industriestaubsaugers als Quellenabsaugung innerhalb des Bauraumes bei dessen manueller Reinigung; gleichzeitige Durchführung von personengetragenen und ortsfesten Probenahmen

Bei der Verarbeitung von Metallpulvern wurden in den gesammelten Proben auch relevante metallische Bestandteile ermittelt (siehe Tab. 4.2). Dies konnte auch dann durchgeführt werden, wenn eine gravimetrische Auswertung hinsichtlich der alveolen- gängigen und der einatembaren Staubfraktion nicht möglich war. Bei Tätigkeiten mit chromhaltigen Legierungen wurden zusätzlich ortsfeste Messungen zur Bestimmung von Chrom(VI) durchgeführt.

Da beim Einsatz von Kunststoffpulvern durch die thermische Beanspruchung auch dampfförmige Stoffe freigesetzt werden können, wurden neben den beiden Staubfrak- tionen ausgewählte organische Verbindungen (Aldehyde, BTEX-Aromaten, Phenol, Kresole, etc.) mittels ortsfester Messungen erfasst. Diese Probenahmen erfolgten des- halb ortsfest, weil die Freisetzung der genannten Substanzen insbesondere während des Bauprozesses, d. h. an einem nichtständigen Arbeitsplatz erfolgte, und anderer- seits die Beschäftigten bereits mit zwei Probenahmesystemen für die beiden Staub- fraktionen ausgestattet waren.

Ergänzend wurden neben den tätigkeitsbezogenen Messungen in den Arbeitsberei- chen auch ortsfeste Messungen mit bis zu 16 Stunden Messdauer tagsüber und teilweise auch über die Nacht zur Erfassung der alveolengängigen und der einatembaren Staubfraktion durchgeführt.

(27)

Aufgrund der Ergebnisse im ersten untersuchten Betrieb, die auf niedrige Messwerte für die beiden Staubfraktionen hinwiesen, erfolgte eine Anpassung der Vorgehens- weise in den weiteren Betrieben. Diese umfasste insbesondere folgende Planungen:

• Erfassung möglichst lang andauernder Tätigkeiten und Prozesse,

• Zusammenfassung mehrerer gleicher Tätigkeiten und Prozesse zu einer Messung, um die Probenahmedauer zu erhöhen sowie

• ergänzende ortsfeste Messungen mittels Probenahmevorrichtungen mit einem hohen Luftvolumenstrom.

5.2 Eingesetzte Messverfahren

Bei den Arbeitsplatzmessungen kamen im Wesentlichen die vom Ausschuss für Ge- fahrstoffe (AGS) empfohlenen Messverfahren zum Einsatz [27]. Bei allen Gefahrstoff- messungen wurden auch die klimatischen Bedingungen (Temperatur, Luftdruck, rela- tive Feuchte) erfasst. Da alle Arbeitsplatzmessungen in geschlossenen Räumen bei annähernd Standardbedingungen stattfanden, war keine Umrechnung der ermittelten Messwerte für Gase und Dämpfe unter Berücksichtigung der konkreten klimatischen Bedingungen erforderlich [28].

Nachfolgend wird eine Übersicht über die eingesetzten Messverfahren gegeben.

5.2.1 Staub und Staubinhaltsstoffe

Die personengetragene Sammlung der einatembaren und der alveolengängigen Staubfraktion erfolgte jeweils bei einem Volumenstrom von 10 L/min mit Sammelpum- pen vom Typ SG10-2 (GSA GmbH, Ratingen) und den Sammelköpfen Gesamtstaub- probenahmekopf GSP10 bzw. Feinstaubprobenahmekopf FSP10. Für die ortsfeste Probenahme wurden bis zu sechs regelbare Pumpenkoffer DESAGA, Typ GS 312 (Desaga GmbH, Wiesloch) mit GSP10 und FSP10 eingesetzt. Der Volumenstrom betrug hier ebenfalls jeweils 10 L/min. Weiterhin kamen die ortsfesten Probenahmevor- richtungen VC 25 (Ströhlein GmbH, Kaarst) mit einem Volumenstrom von 22,5 m³/h und MPG II/III (Dr.-Ing. G. Wazau, Berlin) mit einem Volumenstrom von 2,8 m³/h für die einatembare bzw. die alveolengängige Staubfraktion zum Einsatz.

Zur Probenahme wurden Membranfilter aus Cellulosenitrat (siehe Tab. 5.2) eingesetzt.

Für die gravimetrische Bestimmung wurden alle Filter vor und nach der Probenahme in einem Exsikkator konditioniert. Die bei den Probenahmen belegten Filter wurden in verschlossenen Filterkapseln ins Labor transportiert und gravimetrisch mit Hilfe von Analysenwaagen vom Typ Cubis (Sartorius GmbH, Göttingen) bzw. XPE205 (Mettler Toledo GmbH, Gießen) ausgewertet.

Nach der gravimetrischen Bestimmung der beiden Staubfraktionen wurden ausge- wählte Cellulosenitrat-Membranfilter einem Säureaufschluss mittels Salpetersäure und Salzsäure im Verhältnis 2 : 1 unterworfen (IFA-Methode 6015 [29]). Die Auf- schlusslösungen wurden dann in Abhängigkeit von den zu bestimmenden Stoffen mittels ICP/MS, ICP/OES oder AAS (Graphitrohr- oder Flammtechnik) (Agilent Technolo- gies Deutschland GmbH, Waldbronn) analysiert.

(28)

Die ortsfeste Probenahme von Chrom(VI) in der einatembaren Staubfraktion erfolgte separat mit Hilfe von Quarzfaserfiltern (IFA-Methode 6665 [29]). Die belegten Quarz- faserfilter wurden ebenfalls ausgewogen und nach Elution und Umsetzung mit einem Farbreagenz mittels UV/VIS-Spektrometrie (Agilent HP 8452 Photometer, Agilent Technologies Deutschland GmbH, Waldbronn) spektralphotometrisch auf Chrom(VI) untersucht.

5.2.2 Lösemitteldämpfe

Die Sammlung der Aldehyde und Ketone erfolgte ausschließlich ortsfest auf mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin (DNPH) imprägniertem Silicagel (Supelco Inc., Bellefonte, Pennsylvania, USA) mit einem Volumenstrom von 2,75 L/min. Die verschlossenen und lichtgeschützt verpackten Probenträger wurden im Labor nach Elution mit Acetonitril mittels HPLC (Agilent HPLC 1100 mit DAD, Agilent Technologies Deutschland GmbH, Waldbronn) analysiert.

Zur Probenahme von aromatischen Kohlenwasserstoffen wurden Aktivkohle-Röhr- chen vom Typ ORBO™ 32 (Supelco Inc., Bellefonte, Pennsylvania, USA) und für die Anreicherung von Phenol und Kresolen Silicagel-Röhrchen vom Typ ORBO™ 52 (Supelco Inc., Bellefonte, Pennsylvania, USA) verwendet. Der Volumenstrom der dazu eingesetzten Pumpe DESAGA, Typ GS 312, betrug jeweils 0,75 L/min. Die ebenfalls verschlossenen und lichtdicht verpackten Adsorptionsröhrchen wurden im Labor ge- öffnet. Die Aktivkohle- und Silicagel-Röhrchen wurden mit Schwefelkohlenstoff bzw.

Aceton eluiert. Die analytische Bestimmung erfolgte mittels GC/MS (Agilent GC 6890 mit MSD 5973, Agilent Techn. Inc., Santa Clara, USA). Es wurde mit deuteriertem To- luol D8 als internem Standard gearbeitet.

5.2.3 Messverfahren und Sammelmedien

Eine detaillierte Beschreibung der eingesetzten Messverfahren findet sich in der IFA- Arbeitsmappe [29]. In Tab. 5.1 sind die entsprechenden Kurzbeschreibungen für die Probenahme und Analytik sowie die Kennzahlen nach [29] aufgeführt.

Da für Cobalt, Molybdän, Mangan, Titan und Vanadium keine spezifischen Methoden publiziert sind, wurden diese gemäß der IFA-Methode 8095 [29] mittels Graphitrohr- AAS analysiert. Eisen, Magnesium, Niob und Tantal wurden aus dem gleichen Grund mittels ICP-MS in Anlehnung an die IFA-Methode 6310 [29] bzw. DIN EN ISO 17294- 2 [30] gemessen.

(29)

Tab. 5.1 Übersicht über die eingesetzten Messverfahren [29]

Gefahrstoffe Messverfahren Kennzahl

Staubfraktionen Alveolengängige Staubfraktion (A-Staub)

Cellulosenitrat-Membranfilter, Gravimetrie IFA 6068

Einatembare Staubfraktion (E-Staub)

IFA 7284

Metalle im A- und E-Staub

Aluminium (Al) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

AAS Flammentechnik IFA 6060

Chrom (Cr) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

AAS Graphitrohrtechnik IFA 6645

Chrom(VI)

(Cr(VI)) Quarzfaser-Planfilter, Elution,

UV/VIS-Spektroskopie mittels Photometer IFA 6665 Cobalt (Co)

Molybdän (Mo) Mangan (Mn) Titan (Ti) Vanadium (V)

Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

AAS Graphitrohrtechnik in Anlehnung

an IFA 8095

Eisen (Fe)

Magnesium (Mg) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

ICP-MS in Anlehnung

an IFA 6310 Kupfer (Cu) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

AAS Flammentechnik IFA 7755

Nickel (Ni) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

AAS Graphitrohrtechnik IFA 8095

Niob (Nb),

Tantal (Ta) Cellulosenitrat-Membranfilter, Säureaufschluss,

ICP-MS in Anlehnung

an DIN EN ISO 17294-2 [30]

Lösemitteldämpfe Aldehyde,

Ketone Sammlung auf DNPH-imprägniertem Silicagel, Desorption mit Acetonitril, Hochleistungsflüssig- keitschromatographie mit UV-Detektion

IFA 6045

Benzol, Toluol, Xylol, Ethyl- benzol, Styrol

Adsorption an Aktivkohle (ORBO™ 32), Desorption mit Schwefelkohlenstoff, Gaschro- matographie mit MS-Detektion

IFA 6265/

7733/8635 Phenol, Kresole Adsorption an Silicagel (ORBO™ 52), Desorp-

tion mit Aceton, Gaschromatographie mit MS- Detektion

IFA 8330

Die verwendeten Sammelmedien sind in Tab. 5.2 aufgelistet.

(30)

Tab. 5.2 Eingesetzte Sammelmedien zur Probenahme

Probenahmemedium Typ Hersteller/Vertrieb

Cellulosenitrat-

Membranfilter Durchmesser 37 mm Porengröße 8 µm

Sartorius CN 11301-37-N

Sartorius Stedim Biotech

Quarzfaser-Planfilter Durchmesser 37 mm

MK 360 Munktell

LAT – Labor- und Analysen-Technik GmbH

Aktivkohle ORBO™ 32 Small Activated

Coconut Charcoal, 100/50 mg Supelco / Merck & Sigma Aldrich

Silicagel ORBO™ 52 Small Activated Silica Gel 150/75 mg

DNPH-Kartuschen LpDNPH H10; 350 mg

5.3 Bestimmungsgrenzen

Vor der Durchführung der Arbeitsplatzmessungen wurden für alle zu bestimmenden Gefahrstoffe die Bestimmungsgrenzen entsprechend DIN 32645 [31] ermittelt. In Tab.

5.3 sind die absoluten Bestimmungsgrenzen sowie die relativen Bestimmungsgrenzen bei einer zweistündigen Probenahme mit den in Tab. 5.1 beschriebenen Messverfah- ren aufgeführt.

Bei einer von zwei Stunden abweichenden Probenahmedauer wurden die relativen Bestimmungsgrenzen jeweils unter Berücksichtigung der absoluten Bestimmungs- grenzen nach Tab. 5.3 neu berechnet.

(31)

Tab. 5.3 Übersicht über die absoluten und relativen Bestimmungsgrenzen der unter- suchten Gefahrstoffe (alveolengängige und einatembare Staubfraktion, Metalle sowie organische Verbindungen)

Gefahrstoff Bestimmungs-

grenze absolut [µg]

Bestimmungs- grenze relativ (t = 2 h, Volumen- ströme siehe Kapitel

5.2.1 und 5.2.2) [µg/m³]

Staub (alveolengängige und

einatembare Fraktion) 175 150

Metalle:

Al 100 83

Cr, Cu, Mo, Ni, Nb, Ta 0,5 0,42

Cr(VI) 1 0,83

Co 0,2 – 0,5 * 0,17 – 0,42

Mg, Mn 5 4,2

Fe 5 – 10 * 4,2 – 8,3

Ti 0,5 – 1 * 0,42 – 0,83

V 1 0,83

Aldehyde:

Formaldehyd, Acetaldehyd 0,15 0,45

Crotonaldehyd, Valeraldehyd 0,15 – 0,3 * 0,45 – 0,9 Hexanal, Benzaldehyd, Acrolein 0,15 – 0,3 * 0,45 – 0,9 Ketone:

Aceton, Methylethylketon

(MEK, 2-Butanon) 0,15 – 0,3 * 0,45 – 0,9

BTEX-Aromaten:

Benzol, Toluol, Ethylbenzol,

Xylole (alle Isomere) 0,05 0,56

Weitere VOC:

Styrol 0,05 0,56

Phenol 0,05 0,56

o-Kresol 0,05 0,56

m-Kresol 0,025 – 0,05 * 0,28 – 0,56

p-Kresol 0,05 0,56

* Während der Untersuchungen wurden teilweise die Verfahrenskenndaten im Rahmen der Quali- tätssicherung neu ermittelt, so dass die Bestimmungsgrenzen bei einigen Stoffen angepasst werden mussten. Daraus ergibt sich die aufgeführte Spannbreite.

(32)

5.4 Beurteilungsmaßstäbe

Die Beurteilung der inhalativen Exposition erfolgte anhand der in Deutschland verbindlichen Beurteilungsmaßstäbe. Die für die bei diesen Untersuchungen relevanten Stoffe festgelegten Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) gemäß TRGS 900 [18] sind in Tab. 5.4 aufgelistet. Daneben wurden die risikobezogenen Akzeptanz- und Toleranzkonzentra- tionen für krebserzeugende Stoffe sowie der risikobasierte Beurteilungsmaßstab für Chrom(VI)-Verbindungen nach TRGS 910 [19] herangezogen. Diese sind in Tab. 5.5 bzw. im darauffolgenden Text aufgeführt. In Ermangelung verbindlicher nationaler Be- urteilungsmaßstäbe wurden weiterhin Grenzwertvorschläge der Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe (MAK-Werte) [21] sowie ausländi- sche Grenzwerte [22] zur Expositionsbeurteilung verwendet, die ebenfalls nachfolgend im Text aufgeführt sind.

Tab. 5.4 Untersuchte Gefahrstoffe mit AGW gemäß TRGS 900 [18]

Gefahrstoff AGW [mg/m³]

Allgemeiner Staubgrenzwert (ASGW) einatembare Fraktion (E)

alveolengängige Fraktion (A)

10 1,25

Aluminium siehe allg. Staubgrenzwert

Chrom und anorganische Chrom(II) und

(III)-Verbindungen, berechnet als Cr ⁱ 2 (E) Mangan und seine anorganischen Verbin-

dungen ⁱⁱ 0,2 (E)

0,02 (A)

Nickelmetall ⁱⁱⁱ 0,006 (A)

Nickel und Nickelverbindungen ⁱⁱⁱ 0,030 (E)

Tantal siehe allg. Staubgrenzwert

Acetaldehyd 91

Aceton 1200

Acrolein (Acrylaldehyd) 0,2

Ethylbenzol 88

Formaldehyd 0,37

Methylethylketon (MEK) 600

Phenol 8

Styrol 86

Toluol 190

Xylol (alle Isomere) 440

i Nachfolgend wird folgende Kurzform verwendet:

„Chrom“ für „Chrom und anorganische Chrom(II) und (III)-Verbindungen, berechnet als Cr“

ii Nachfolgend wird folgende Kurzform verwendet:

„Mangan“ für „Mangan und seine anorganischen Verbindungen“

iii Eine Beurteilung für Nickelmetall mit dem AGW 0,006 mg/m³ in der alveolengängigen Staubfraktion erfolgte nicht. Stattdessen wird die Beurteilung über die Akzeptanzkonzentration von 6,0 µg/m³ ge- mäß TRGS 910 [19] durchgeführt (siehe Tab. 5.5), da eine Unterscheidung zwischen Nickelmetall und Nickelverbindungen (als Carc. 1A, Carc. 1B eingestuft) messtechnisch nicht möglich ist.

(33)

Für die Beurteilung von Staubinhaltsstoffen und organischen Stoffen wurden bei Vor- handensein eines AGW die entsprechenden Stoffindices (I) nach Gleichung 5.1 und die daraus resultierenden Bewertungsindices (BI) nach Gleichung 5.2 berechnet [16].

𝐼𝐼 = 𝐶𝐶 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴⁄ 𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝐼𝐼 = 𝐵𝐵𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴⁄ (5.1)

𝐵𝐵𝐼𝐼 = ∑ 𝐼𝐼𝑖𝑖 = 𝐶𝐶1⁄𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴1+ 𝐶𝐶2⁄𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴2+ ⋯ 𝐶𝐶𝑛𝑛⁄𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛 (5.2) Dabei sind:

I = Stoffindex

BI = Bewertungsindex C = Konzentration

BG = Bestimmungsgrenze

Für Konzentrationen kleiner als die Bestimmungsgrenze (BG) des Messverfahrens wurde der Stoffindex als Quotient aus der jeweiligen Bestimmungsgrenze und dem AGW berechnet. Für Stoffe ohne AGW, aber mit Beurteilungsmaßstab nach [21] oder [22], wurden die Stoffindices analog ermittelt und entsprechend der Empfehlung nach TRGS 402 [16] ebenfalls in den Bewertungsindex einbezogen. Sofern möglich, wurde der Bewertungsindex für jede einzelne Arbeitsplatzmessung bestimmt. Der Bewer- tungsindex wird bei der Expositionsbeurteilung wie ein AGW gehandhabt. Er gilt als eingehalten, wenn BI ≤ 1 erfüllt ist. Für kurzzeitig erhöhte Expositionen (Expositions- spitzen) wird kein Bewertungsindex berechnet. Für den Bewertungsindex gibt es keine Überschreitungsfaktoren. Für krebserzeugende Stoffe mit einer Exposition-Risiko-Be- ziehung nach TRGS 910 [19] erfolgte keine Berücksichtigung im Bewertungsindex.

Tab. 5.5 Untersuchte Gefahrstoffe mit Akzeptanzkonzentration (AK) und Toleranz- konzentration (TK) gemäß TRGS 910 [19]

Stoff AK TK

Nickelverbindungen, als Carc. 1A,

Carc. 1B eingestuft ^iv 6,0 µg/m³ (A)

Cobalt und Cobaltverbindungen, als

Carc. 1A, Carc. 1B eingestuft ^v 0,5 µg/m³ (A) 5,0 µg/m³ (A)

Benzol 0,2 mg/m³ 1,9 mg/m³

Zur Beurteilung der Messwerte für Chrom(VI)-Verbindungen wurde der risikobasierte Beurteilungsmaßstab in Höhe von 1,0 µg/m³ in der einatembaren Staubfraktion herangezogen [19]. Der Beurteilungsmaßstab bezieht sich auf den Elementgehalt.

iv Da für Nickelverbindungen, als Carc. 1A, Carc. 1B eingestuft, Akzeptanzkonzentration (AK) und To- leranzkonzentration (TK) übereinstimmen, wird bei weiteren Ausführungen nur noch die Akzeptanz- konzentration (AK) berücksichtigt. Als Kurzform wird im folgenden Text „Nickel“ verwendet und auf die AK als Beurteilungsmaßstab verwiesen.

v Nachfolgend wird folgende Kurzform verwendet:

„Cobalt“ für „Cobalt und Cobaltverbindungen, als Carc. 1A, Carc. 1B eingestuft“

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Für Kupfer erfolgte die Beurteilung anhand des von der Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) [21] aufgestellten MAK-Wertes von 0,01 mg/m³, gemessen in der alveolengängigen Staubfraktion. Analog wurde für die drei Kresolisomere (o-, m- und p-Kresol) der aktu- elle MAK-Wert in Höhe von 4,5 mg/m³ zur Beurteilung verwendet [21]. Darüber hinaus sind in der GESTIS-Datenbank [22] für Molybdän und Molybdänverbindungen Beur- teilungsmaßstäbe mit dem Herkunftsland aufgeführt. Diese liegen für verschiedene Spezies im Bereich zwischen 0,5 mg/m³ und 15 mg/m³ in der alveolengängigen oder der einatembaren Staubfraktion.

Für alle untersuchten Metalle beziehen sich die Beurteilungsmaßstäbe auf den Ele- mentgehalt des entsprechenden Metalls in der jeweiligen Staubfraktion.

Für die nachfolgenden Stoffe existieren derzeit keine Beurteilungsmaßstäbe im Tech- nischen Regelwerk oder in der Zusammenstellung ausländischer Grenzwerte [22].

Metalle:

• Eisen

• Titan

• Vanadium

• Magnesium

• Niob

Organische Verbindungen:

• Valeraldehyd

• Crotonaldehyd

• Hexanal

• Benzaldehyd