Die Entwicklung von neuen Technologien und Materialien für die additive Fertigung schreiten voran. Doch für Sicherheitsverantwortliche in Unternehmen ist es nicht leicht einzuschätzen, ob die getroffenen Schutzmaßnahmen beim Einsatz von Metallpulver ausreichend und rechtskonform sind.

Das Handling von Pulver beschäftigt mehr und mehr nicht nur Ingenieure, sondern auch Arbeitsschützer und Arbeitsmediziner. Schließlich nutzen die meisten der mehr als ein Dutzend unterschiedlichen 3D-Druck-Verfahren für Metalle die Metalle und ihre Legierungen in Pulverform. Da die Bauräume und die Geschwindigkeiten der Drucker wachsen, steigt auch der Materialdurchsatz. Und damit wachsen die eingesetzten Pulvermengen und die Anforderungen an deren sicheres Handling. Dabei wird leicht übersehen, welche Risiken der Umgang mit metallischen Pulvern für den Anwender mit sich bringt. Insbesondere zwei Gefahren geraten zunehmend in den Fokus von Sicherheits- und Gesundheitsexperten.

In Abschnitt 8.2 befasst sich die VDI-Richtlinie mit der sicheren Aufbewahrung von Pulvermaterialien. An erster Stelle stehen dabei die folgenden zwei Maßnahmen:

Bei den Einschränkungen zum Zusammenlagern von Stoffen verweist die Richtlinie auf das Technische Regelwerk für Gefahrstoffe. Die Richtlinie nennt als Beispiel das Zusammenlagerungsverbot von Aceton und Aluminiumpulver.

Bereits kleinere Mengen Metallpulver sollten in Sicherheitsschränken gelagert werden. Die Richtlinie verweist auf die Anforderungen für Sicherheitsschränke der TRGS 510. Für das Lagern größerer Mengen Metallpulver werden Sicherheitsschränke vom Typ F90 empfohlen, denn diese Schränke mit einer Feuerwiderstandsfähigkeit von mindestens 90 Minuten können als Lagerabschnitt gelten.

Zum einen können Metallpulver beim Aufwirbeln gefährliche explosionsfähige Atmosphären bilden. Denn in Pulverform wird auch ein vermeintlich unbrennbares Metall zündfähig und explosiv. Abgelagerte Metallstäube stellen auch eine Brandlast dar. Bei Pulvern reaktiver Stoffe wie Titan oder Aluminium steigt die Gefahr einer Explosion oder Selbstentzündung.

Zum anderen sind die verwendeten Metallpulver mikroskopisch klein, so liegen beim Laserstrahlschmelzen die Korngrößen üblicherweise bei wenigen Dutzend µm. Dadurch können die Partikel beim Einatmen tief in die Lunge eindringen und Asthma oder Krebs auslösen. Dazu kommt, dass einige der verwendeten Metallpulver als CMR-Stoffe gelten. Das heißt, diese Substanzen sind als carzinogen (krebserzeugend), mutagen (erbgutverändernd) oder reproduktionstoxisch (fortpflanzungsgefährdend) eingestuft.

Mitentscheidend für den Brand- und Explosionsschutz wie auch das Minimieren der Gesundheitsbelastungen für die Beschäftigten ist das sichere Lagern der Pulver. Sowohl das Technische Regelwerk (TRGS 510) als auch die VDI-Richtlinie (VDI 3405 Blatt 6.1:2019-11) empfehlen, beim Lagern von Metallpulvern mindestens den gleichen Sicherheitsstandard anzusetzen wie für Chemikalien üblich. Das bedeutet, dass Metallpulver ausschließlich in speziellen Sicherheitsschränken für Gefahrstoffe gelagert werden sollten.

Als optimal gelten Sicherheitsschränke mit einer Feuerwiderstandsfähigkeit von mindestens 90 Minuten. Auch für die additive Fertigung gilt, dass die Menge gefährlicher Stoffe im Arbeitsbereich sich auf den Tagesbedarf beschränken sollte. Alle nicht unmittelbar zur Verarbeitung anstehenden Pulvermengen gehören in einen Sicherheitsschrank.

Asecos, führender Hersteller für Sicherheitsschränke nach Europäischer Norm EN 14470 Teil 1 und Teil 2 bietet für die Aufbewahrung von Metallpulver einen Sicherheitsschrank (Q-Classic-90) mit 90 Minuten Feuerwiderstandsfähigkeit an. Neben der Standard-Kennzeichnung DIN EN 14470-1 signalisiert ein spezieller Metallpulver-Aufkleber dem Anwender schon von außen, dass entzündbare und gesundheitsgefährdende Metallpulver gelagert werden dürfen. Die Innenausstattung mit Schwerlast-Gitterrosten aus verzinktem Stahlblech mit einer maximalen Traglast von je 180 Kilo eignet sich auch für größere Behälter und stellt eine optimale Durchlüftung im Schrank sicher, um gefährliche Pulverablagerungen auf den Lagerebenen zu verhindern.

Für optimalen Bedienkomfort lassen sich die Türen mit minimalem Kraftaufwand öffnen; sie gehen mittels ölgedämpfter Türschließer permanent selbstständig zu. So wird garantiert, dass die Schranktüren im Falle eines Brandes immer sicher verschlossen sind. Um eine explosionsfähige Atmosphäre im Inneren zuverlässig zu verhindern, besitzt der Schrank ein integriertes Be- und Entlüftungssystem, das sich an eine technische Entlüftung anschließen lässt. Ein drehendes Lüfterrad im Abluftgitter des Schranks dient als visuelle Kontrolle der Abluftfunktion. Und der integrierte Transportsockel ermöglicht das einfache und sichere Bewegen des Schrankes im Betrieb.

Metallpulver – Risikomaterial bei der additiven Fertigung

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