Digitalisierung
Schutzmaßnahmen beim 3D-Metalldruck
Die Schoeller-Bleckmann Precision Technology (SBPT) stellt in additiver Fertigung Komponenten für die Luft- und Raumfahrt sowie die Öl- und Gasindustrie her. Mit geschlossenen Systemen, überwachten Prozessen und der konsequenten Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung (PSA) hat der Betrieb das Risiko durch das 3D-Druck-Metallpulver minimiert.
Die Schoeller-Bleckmann Precision Technology (SBPT), früher Schoeller-Bleckmann Oilfield Technology, kann auf mehr als zehn Jahre Erfahrung in der additiven Fertigung zurückblicken. 3D-Metalldruck punktet gegenüber traditionellen Fertigungsmethoden durch die Möglichkeit, Bauteile mit komplexen Geometrien sowie kostengünstige Prototypen und Kleinserien herzustellen.
Gefahren durch Metallstaub
Allerdings gehen von dem Metallpulver, das für den 3D-Druck verwendet wird, auch Risiken aus. Einige Metallpulver enthalten bzw. erzeugen bei der Verarbeitung krebserzeugende Stoffe wie Nickel, Chrom(VI) oder Kobalt. Beim Einatmen können feine Metallstäube Erkrankungen von Lunge und Atemwegen verursachen, bei Hautkontakt Hautreizungen oder Allergien. Weiters besteht die Gefahr der Selbstentzündung, etwa bei der Verwendung von Zirkoniumpulver, oder einer Explosion.
„Der 3D-Metalldruck bietet enorme Möglichkeiten, insbesondere der Formgebung. Um diese Technik sicher und gesundheitsgerecht einsetzen zu können, ist es entscheidend, damit verbundene Risiken wirksam zu kontrollieren“, so DI Dr. Johannes Sturn von der Landesstelle Salzburg. Laut Ing. Matthias Jud, Head of Engineering bei SBPT, steht das Unternehmen schon seit Jahrzehnten mit der AUVA in Kontakt und hat sich auch im Zuge der Einführung des 3D-Metalldrucks von AUVA-Experten:-Expertinnen beraten lassen.
3D-Druck und Entpulverung
Serhat Arslan, MSc, Additive Manufacturing Engineer bei SBPT, beschreibt den Prozess: Zuerst wird die Maschine befüllt, indem das Metallpulver in einem geschlossenen Behälter in die Baukammer eingebracht wird. Der:die Mitarbeiter:in kommt daher nicht in Kontakt mit dem Pulver. Sobald der Druckvorgang startet, wird die Baukammer mit Argon geflutet, um während des Druckens Oxidation und Staubentwicklung zu verhindern. Nach Druckende muss das Pulverbett, in dem sich das Bauteil befindet, ausgesaugt werden. Das überschüssige Metallpulver wird von dem:der Mitarbeiter:in im geschlossenen System unter Verwendung von Glovebox-Handschuhen abgesaugt.
Nach diesem Vorgang bleiben Pulverrückstände zurück, die in einer Entpulverungsanlage entfernt werden. „Die Entpulverung erfolgt gekapselt in einem Tumbler. Die Grundplatte, auf welcher das gedruckte Bauteil befestigt ist, dreht sich, bis sich das noch anhaftende Pulver löst, nach unten fällt und abgesaugt wird“, schildert Mst. DI Jürgen Stadler von der AUVA-Landesstelle Wien.
Mögliche Gefahren
Gefahren durch Metallstäube beim 3D-Metalldruck:
Gesundheitsgefahr beim Einatmen: Sehr feine Metallstäube können eingeatmet werden und gesundheitsschädlich sein. Einige Metallstäube, wie jene von Nickel oder Chrom, sind krebserregend.
Gesundheitsgefahr bei Hautkontakt: Direkter Kontakt kann Hautreizungen oder allergische Reaktionen auslösen.
Explosionsgefahr: Feine Metallstäube können explosive Atmosphären bilden.
Brandgefahr: Feine Metallstäube können mit Luftsauerstoff oxidieren, hohe Temperaturen erreichen und Brände verursachen.
Schutzmaßnahmen sind z. B. der Einsatz von Schutzgasatmosphären, Absauganlagen sowie persönliche Schutzausrüstung.
Schutzmaßnahmen
Auch wenn die Beschäftigten im Regelfall nicht in Kontakt mit dem Metallpulver kommen, müssen sie in der additiven Fertigung, bei Wartung und Reinigung PSA tragen. Betriebsanweisungen samt Informationen zur PSA finden sich an jeder Maschine und können zusätzlich online abgerufen werden.
Anschließend an den laserbasierten 3D-Metalldruck folgt eine konventionelle Nachbearbeitung durch Fräsen in einem gekapselten System, Drehen, Bohren und Schleifen. Dabei wird laut Jud ebenfalls auf das Tragen von PSA geachtet: „Beim Ein- und Ausspannen des Bauteils kann man sich an Graten verletzen, daher müssen die Mitarbeiter:innen schnitthemmende Schutzhandschuhe tragen.“ Je nach Bearbeitungsprozess sind auch Schutzbrille und Atemschutz vorgeschrieben.
Notfallplanung
Bei der Notfallplanung wird vor allem auf den Brandschutz geachtet. Neben jeder Maschine in der additiven Fertigung befindet sich ein Pulverlöscher. SBPT hat mit anderen Unternehmen im Industriepark Ternitz eine Betriebsfeuerwehr gegründet, als Kommandant fungiert Johann Hennenfeind, Sicherheitsfachkraft bei SBPT. Die Betriebsfeuerwehr führt jedes Jahr Brandschutzübungen und Begehungen durch. Auch Schulungen und Unterweisungen mit Fokus auf die Arbeitssicherheit haben bei SBPT Priorität. „Im Frühjahr 2025 haben wir Führungskräfte-Schulungen mit dem Schwerpunkt Arbeitnehmer:innenschutz abgehalten“, berichtet Stadler.
Zusammenfassung:
Das beim 3D-Metalldruck verwendete Pulver kann gesundheitsschädigende Stoffe enthalten, außerdem besteht Brand- und Explosionsgefahr. Bei Schoeller-Bleckmann Precision Technology werden die Risiken durch geschlossene Systeme, überwachte Prozesse und die Verwendung von PSA minimiert.
