Neue Studie zu Dämpfen von 3D-Druckern im Klassenzimmer verdeutlicht die Wichtigkeit eines entscheidenden Sicherheitsmerkmals: das Gehäuse
Eine neue Studie bestätigt, dass 3D-Drucker in Klassenzimmern ein moderates Risiko darstellen können. Erfahren Sie, welche proaktiven Schritte Sie unternehmen können, um die Emissionen effektiv zu kontrollieren.
Mitte August, gerade rechtzeitig zum Beginn des neuen Schuljahres, veröffentlichte ein neuer Forschungsbericht ein alarmierendes Ergebnis: Bis zu 80 % der in Klassenzimmern festgestellten gefährlichen Chemikalien könnten mit 3D-Druckern in Verbindung gebracht werden.
Doch hinter der aufsehenerregenden Schlagzeile verbergen sich die Daten der Forscher, die zeigen, dass die Belastung mit ultrafeinen Partikeln in den Druckerräumen „minimal bis moderat“ ist. Die untersuchten Räume befanden sich in Grundschulen, weiterführenden Schulen und Universitäten, die „ursprünglich nicht für Emissionsquellen wie 3D-Drucker konzipiert oder betrieben wurden“. Mit anderen Worten: Räume mit geringer Belüftung. Außerdem wird in dem Bericht nicht erwähnt, ob die verwendeten 3D-Drucker geschlossen oder offen waren, und es wird auch nicht speziell auf das Vorhandensein oder Fehlen von Abdeckungen, Gehäusen oder Luftfiltern eingegangen.
Diese Unklarheit unterstreicht einen kritischen Punkt für die Nutzer: Ein gut belüfteter Raum ist nicht dasselbe wie ein geschlossenes und gefiltertes Gehäuse. Der wichtigste Faktor bei der Emissionskontrolle ist die aktive Reinigung der Luft innerhalb des Druckvolumens.
Trotz der Unzulänglichkeiten dieser Studie, die in der Zeitschrift Building and Environment veröffentlicht wurde, besteht kein Zweifel daran, dass 3D-Drucker Abgase ausstoßen. Doch wenn es um 3D-Druck geht, werden die Emissionen oft missverstanden oder unterschätzt, vor allem von Hobbyisten, Pädagogen und sogar einigen Herstellern“, sagt Minh Cuong Doan vom französischen 3D-Druckerhersteller Alveo3D. „Von ultrafeinen Partikeln (UFPs) bis hin zu flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) kann die Luft in der Umgebung Ihres Druckers zu einer Quelle versteckter Gesundheitsrisiken werden, wenn sie nicht richtig gehandhabt wird.“
Da es in den USA keine geregelten Normen für akzeptable Schadstoffwerte in der Innenraumluft in nicht-industriellen Umgebungen wie Wohnungen, Büros und Schulen gibt, verlassen sich Pädagogen auf einen Leitfaden von Chemical Insights, einem Forschungsinstitut der Underwriters Laboratories (UL), aus dem Jahr 2023, der auf die Verwendung von 3D-Druckern an Universitäten und in Studentenlabors und -wohnungen abzielt, der aber für jeden gilt, der einen Drucker kaufen und sicher drucken möchte.
Tatsächlich deckt das Dokument „UL 200B: Leitfaden für die sichere Nutzung des 3D-Drucks in Hochschulen“ praktisch alle bewährten Verfahren für die Sicherheit ab, darunter auch viele, an die Sie vielleicht noch nie gedacht haben. Dennoch gibt es einige spezielle Elemente in der neuen Forschung zu Gebäuden und Umwelt.
Langfristige Expositionsrisiken
Die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass der FDM-3D-Druck zwar nur ein begrenztes unmittelbares Risiko darstellt, die kumulative Exposition jedoch, insbesondere bei Kindern, eine sorgfältige Überwachung und verbesserte Maßnahmen zur Luftqualitätskontrolle in Bildungseinrichtungen erforderlich macht.
Die heutigen offenen FDM-3D-Drucker sind zwar eine kostengünstige Option für Schulen, stellen jedoch das größte Risiko dar, selbst wenn biobasierte Materialien wie PLA verwendet werden.
„PLA emittiert zwar weniger ultrafeine Partikel und VOCs als ABS oder ASA, aber es emittiert dennoch Partikel, die die Atemwege reizen können, insbesondere in schlecht belüfteten Räumen oder bei längerer Exposition“, erklärt Doan.
Natürlich empfiehlt Doan für alle Unterrichtsräume und Büros eine gefilterte Einhausung. All3DP hat sich für unser eigenes Drucklabor für maßgeschneiderte Einhausungen von Alevo3D entschieden, die mit speziell für 3D-Druckumgebungen entwickelten Luftfiltern ausgestattet sind, um ultrafeine Partikel und VOCs aufzufangen.
Abgasentwicklung
Unter den mehr als 200 VOCs, die in der aktuellen Studie nachgewiesen wurden, fanden sich durchweg mehrere bedenkliche Chemikalien, die mit dem 3D-Druck in Verbindung stehen. Zu den Hauptverursachern gehörten:
- Aldehyde wie Formaldehyd und Acetaldehyd, die als krebserregend bekannt sind.
- Aromaten wie Styrol (krebserregend) und Toluol (entwicklungsgiftig).
- Siloxane (wie D4 und D5), die häufig in Körperpflegeprodukten enthalten sind, wurden ebenfalls durchgehend von den Druckern ausgestoßen.
„Die Eindämmung dieser spezifischen Emissionen ist entscheidend“, sagt Doan. Eine gut konzipierte Einhausung schafft eine kontrollierte Umgebung, in der spezielle Filter, wie Aktivkohle- und HEPA-Filter oder unsere maßgeschneiderten Filter, die Luft effektiv von diesen schädlichen Verbindungen reinigen können, bevor sie in Ihren Raum gelangen.“
Eine einzigartige Erkenntnis der Gebäude- und Umweltforschung war, dass sich ultrafeine Partikel (UFPs) in Innenräumen auf Gegenständen und durch alltägliche menschliche Aktivitäten – wie Bewegen, Reinigen und Interagieren mit Geräten – absetzen, wodurch die abgelagerten Partikel aufgewirbelt werden und sich die Luftschadstoffkonzentrationen verändern können.
Dies ist ein weiteres Argument für einen geschlossenen 3D-Drucker mit Filtern, die verhindern, dass Partikel entweichen und sich auf Außenflächen absetzen.
„Hier bieten hochwertige Gehäuse mit kontinuierlicher Luftfilterung, wie sie von Alveo3D entwickelt wurden, zusätzliche Sicherheit, indem sie diese verbleibenden VOCs auffangen, bevor die Tür überhaupt geöffnet wird“, bemerkt Doan.
Viele andere Dinge verschmutzen die Luft
Der letzte Unterscheidungsfaktor der neuen Studie ist, dass die Forscher selbst eine andere Perspektive auf die Dämpfe von 3D-Druckern einbringen. Alle drei Autoren, Qian Zhang, Mark Wilson und Marilyn S. Black, haben sich bereits mit Luftverschmutzung in anderen Umgebungen und durch andere Quellen befasst, beispielsweise durch E-Zigaretten und Emissionen von Verbrennungsgeneratoren. Sie stellten fest, dass der 3D-Druck zwar eine bedeutende Quelle für die gefährlichsten VOCs war, jedoch nicht der einzige Schadstoff in Klassenzimmern. Tatsächlich waren Reinigungs- und Körperpflegeprodukte ebenfalls wichtige Quellen für die insgesamt nachgewiesenen VOCs.
Greifen Sie online auf die Studie „Impact of 3D printing on indoor particulate matter and volatile organic compounds in educational environments“ („Auswirkungen des 3D-Drucks auf Feinstaub und flüchtige organische Verbindungen in Innenräumen von Bildungseinrichtungen“) zu.
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