Das Interesse an additiver Fertigung, die manchmal auch als 3D-Druck bezeichnet wird, hat explosionsartig zugenommen. Zwar wurde diese Technologie bereits in den 1980er Jahren entwickelt, aber die jüngst erfolgte Entwicklung kleinerer 3D-Drucker für Privatanwender und kleine Unternehmen hat zu einem deutlichen Anstieg der Verwendung solcher Geräte in Bildungseinrichtungen, bei Privatanwendern und in Unternehmen geführt.
Die additive Fertigung unterscheidet sich von den weit verbreiteten Spritzgießverfahren, bei denen üblicherweise ein geschmolzenes Kunststoffharz mit hohem Druck in eine Metallgussform gespritzt wird. Beim 3D-Druck werden Gegenstände und Teile hingegen mit einer Maschine hergestellt, die Kunstharz oder anderen Materialien ausgehend von einem digitalen Entwurf „druckt“. Die Maschinen unterscheiden sich hinsichtlich des jeweiligen Auftragsverfahrens, aber allen Verfahren ist gemein, dass ein Objekt in Schichten aufgebaut wird, die dadurch entstehen, dass geschmolzenes Kunststoffharz oder ein andere Substanz in aufeinander folgenden Schichten aufgetragen wird.
3D-Drucker und andere, größere Maschinen für die additive Fertigung zeichnen sich durch die gleichen und bekannten elektrischen und mechanischen Sicherheitsrisiken aus, die andere ähnlich große Maschinen aufweisen. Bisher ist aber noch nicht bekannt, welche Arten und Mengen von Chemikalien und Feinpartikeln bei der Arbeit dieser Maschinen in die Luft freigesetzt werden und folglich, welche Auswirkungen diese Nebenprodukte des Druckvorgangs auf die menschliche Gesundheit haben. Der verstärkte Einsatz von 3D-Druckmaschinen, insbesondere in Haushalten und Schulen, in denen Kinder ihnen ausgesetzt sind, macht die Antwort auf diese Fragen unverzichtbar.
Um diese Bedenken hinsichtlich der chemischen Sicherheit auszuräumen, führt UL ein Forschungsprojekt zur Charakterisierung der Chemikalien- und Partikelemissionen im Zusammenhang mit verschiedenen 3D-Drucktechnologien und -materialien durch. Diese Emissionen werden auch mittels Bioproben untersucht, um ihre potentielle Toxizität für den Menschen zu beurteilen. Die vollständigen Daten werden verwendet, um die Risiken akuter und chronischer Krankheiten zu beurteilen.
Das Forschungsprojekt wird von UL zusammen mit Atmosphärenchemikern und Experten für öffentliche Gesundheit des Georgia Institute of Technology und der Emory School of Public Health durchgeführt. Ein internationaler technischer Beratungsausschuss prüft zudem Testpläne und Daten und leistet Beiträge zur technischen Entwicklung von Testmethoden. Das National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), das in dem Ausschuss vertreten ist, hat ein besonderes Interesse an der Veröffentlichung von Daten zu Asthmagenen. Dies sind Substanzen, die Asthma, eine Erkrankung der Atemwege, verursachen oder verschlimmern können. Dieses Forschungsprojekt wird zur Entwicklung exakter Messmethoden und Belastungsmodelle führen, mit denen die Emissionen verschiedener Drucker und ihre Risiken beurteilt werden können. Es wird Leitlinien für künftige Auswertungen von 3D-Drucktechnologien aus der Perspektive der menschlichen Gesundheit definieren, und außerdem Hilfe bei Produktentwicklung und Materialauswahl leisten.
Nach Abschluss der Forschungsarbeiten plant UL, die Ergebnisse der Emissionsstudie für 3D-Drucker in Wissenschaftszeitschriften mit Drittbegutachtung zu veröffentlichen und die Feststellungen auf einer Technologie-Konferenz zu präsentieren. Mit diesem Forschungsprojekt will UL die Bedeutung eines erweiterten und umfassenderen Verständnisses von Sicherheit verdeutlichen. In einem solchen Verständnis verschmilzt der traditionelle Fokus auf Elektro-, Entflammbarkeits- und Mechanikrisiken mit den Chemikalien- und Partikelrisiken, die die menschliche Gesundheit schädigen könnten.
Um mit den Experten von UL auf der HANNOVER MESSE 2016 über additive Fertigung, 3D-Druck und damit verbundene Themen zu sprechen, besuchen Sie uns bitte bei Industrial Automation in Halle 9/Stand H79, oder in der Digital Factory von Halle 6/Stand K01.