3D-Druck & Additive Fertigung
Additive Fertigung braucht aktiven Schutz
Jedes Verfahren in der additiven Fertigung erzeugt andere Emissionen – von ultrafeinen Partikeln beim FDM-Druck über hochreaktive Harzdämpfe beim SLA bis zu explosionsfähigem Metallpulver beim LPBF. Standardabsaugung deckt diese Bandbreite nicht ab. Wir schon.
Auf einen Blick
- Verfahrensspezifische Auslegung: FDM, SLA, SLS, LPBF/SLM
- ATEX Zone 22 für Metallpulver (Ti, Al, Mg, Stahl)
- H14 HEPA für ultrafeine Partikel (UFP) unter 0,1 µm
- Aktivkohle für VOCs, Styroldämpfe, Harzmonomere
- Modulare Plattform – skalierbar von einer bis 50 Maschinen
- Dokumentation für DGUV-Prüfungen und Betreibernachweis
Relevante Normen
ATEX 2014/34/EU · IEC/EN 60335-2-69 · EN 14491 · DGUV Information 213-059 · VDI-Richtlinien Additive Fertigung
Jedes Verfahren – andere Emissionen
Die additive Fertigung umfasst grundlegend verschiedene Verfahren. Die Emissionen unterscheiden sich je nach Verfahren und Material erheblich – und damit auch die Anforderungen an die Absaugung.
| Verfahren | Emissionen | Explosionsrisiko | aspur-Lösung |
|---|---|---|---|
| FDM / FFF Schmelzschichtung | Ultrafeine Partikel (UFP), VOCs (Styrol bei ABS, Monomere), Organocyclsiloxane aus Schmiermitteln | Gering | H13/H14 + Aktivkohle, prozessnahe Erfassung am Extruder |
| SLA / DLP / MSLA Harzdruck | Photopolymer-Monomere, reizende und sensibilisierende VOCs, Geruchsstoffe, ungehärtete Harzreste als Aerosol | Mittel | Aktivkohle (VOC-spezifisch) + H14, geschlossene Erfassung am Bauraum |
| SLS (Kunststoff) Lasersintern Polymer | Feiner Kunststoffstaub beim Pulverhandling (PA12, PA11), VOCs beim Sintern, Wärmeabbauprodukte | Mittel | H13/H14 + Aktivkohle, Absaugung am Pulverhandling und Druckraum |
| LPBF / SLM / DMLS Metall-Pulverbettschmelzen | Reaktives Metallpulver (Ti, Al, Mg, Stahl, Inconel), Schweißrauch, Metalloxid-Nanopartikel, Schutzgas-Aerosole | Hoch – ATEX | ATEX Zone 22, H14 HEPA, PTFE-Membran, erdungspflichtig |
| Binder Jetting Bindemittelauftrag | Feines Metallpulver beim Handling, Binder-VOCs, Entbinderungs- und Sinterdämpfe | Hoch – ATEX | ATEX, H14 für Metallpulver, Aktivkohle für Binder-VOCs |
| DED / WAAM Gerichtete Energiedeposition | Schweißrauch, Metalloxid-Partikel (ähnlich Schweißen), Schutzgas-Rückstände, Metallspritzer | Mittel | H13/H14, Schweißrauch-Absaugung, DGUV 209-044 konform |
* Die Gefährdungsbeurteilung obliegt dem Betreiber. Die Tabelle dient der Orientierung und ersetzt keine individuelle Risikoanalyse.
VERFAHREN IM DETAIL
Was in Ihrer Anlage wirklich entsteht
Die vier häufigsten industriellen Verfahren – und warum die jeweiligen Emissionen spezifische Absauglösungen erfordern.
FDM / FFF
Schmelzschichtung – unterschätzte Emissionen
FDM-Drucker erscheinen harmlos – sind es aber nicht. Beim Schmelzen des Filaments bei 180–270°C entstehen ultrafeine Partikel (UFP) unterhalb von 0,1 µm und flüchtige organische Verbindungen. Die Art und Menge der Emissionen hängt stark vom Material ab.
EMISSIONEN NACH MATERIAL
ABS/ASA/PC:
hohe UFP-Konzentrationen, Styrol (VOC, gesundheitsschädlich), starker Geruch – höchste Priorität für Absaugung
PA/Nylon:
Caprolactam-Dämpfe, UFPs, reizend – Aktivkohle erforderlich
PLA/PETG:
geringere VOC-Emissionen, dennoch UFPs – H13 Mindeststandard
UFP H14
AKTIVKOHLE VOC
DIREKTERFASSUNG
SLA / DLP / MSLA
Harzdruck – chemisch aggressiv
Photopolymere Harze enthalten Monomere und Photoinitiatoren, die reizend und sensibilisierend wirken. Ungehärtetes Harz als Aerosol oder Dampf ist eine direkte Gefahr für Haut und Atemwege. Das gilt auch für die Nachbearbeitung (Isopropanol-Bäder).
KRITISCHE SUBSTANZEN
Acrylat-Monomere:
reizend, sensibilisierend, MAK-limitiert
Photoinitiatoren:
Geringe Mengen, hohe biologische Aktivität
Isopropanol-Dämpfe:
bei der Nachbearbeitung, Flammpunkt 12°C
AKTIVKOHLE
H14 HEPA
NACHBEARBEITUNG
SLS KUNSTSTOFF
Kunststoff-Lasersintern – Pulverhandling kritisch
Beim SLS-Druck mit Polyamid (PA12, PA11) entstehen während des Sinterns VOCs und Wärmeabbauprodukte. Das größte Risiko liegt jedoch im Pulverhandling: Befüllen, Entleeren und Sieben erzeugt hochfeine Kunststoffstäube.
HAUPTGEFÄHRDUNGEN
Pulverhandling:
Feinstaub PM2.5, inhalativ belastend, hohe Expositionsspitzen
Sinterprozess:
VOCs und Caprolactam-Dämpfe beim Aufschmelzen
Abkühlphase:
weiterhin Emissionen beim Öffnen der Baukammer
PULVERABSAUGUNG
H13/H14
AKTIVKOHLE
LPBF / SLM / DMLS
Metall-Pulverbettschmelzen – höchste Anforderungen
Das anspruchsvollste Verfahren. Reaktive Metallpulver wie Titan und Aluminium sind explosionsfähig. Beim Laserstrahl entstehen zusätzlich Metalloxid-Nanopartikel und Schweißrauch. Das Pulverhandling erfordert zwingend ATEX-zertifizierte Absaugung.
KRITISCHE GEFÄHRDUNGEN
Titan (Ti6Al4V):
brennbar, feinteilig, Zündenergie sehr gering – ATEX Zone 22 zwingend
Aluminium:
explosionsfähig, hohe Reaktivität mit Sauerstoff
Metalloxid-Nanopartikel:
entstehen im Laserprozess, tief lungengängig, toxisch
ATEX ZONE 22
H14 HEPA
PTFE-MEMBRAN
ERDUNG
Verfahrensspezifisch ausgelegt
Kein Einheitssystem. Jedes Verfahren, jedes Material, jede Betriebsgröße erhält die passende Kombination aus Filtration, Erfassung und Schutz.
ATEX Zone 22 für Metallpulver
Für LPBF, SLM, DMLS und Binder Jetting mit Metallpulvern: ATEX-zertifizierte Absaugung gemäß Zone 22. Elektrisch leitfähige Komponenten, Potenzialausgleich, Erdung aller metallführenden Teile. Pflicht laut IEC/EN 60335-2-69.
H14 HEPA + PTFE-Membran
Für alle Verfahren mit ultrafeinen Partikeln: H14 nach EN 1822, mindestens 99,995% Abscheidegrad am MPPS (0,1–0,3 µm). PTFE-Membran als Oberflächenfilter verhindert Tiefenfiltration und Staubdurchbruch.
Aktivkohle für VOCs und Harzdämpfe
Verfahrens- und materialspezifische Aktivkohle-Auslegung: Styrol-optimiert für ABS, Acrylat-optimiert für Harzdruck, breitbandig für Mehrmaterialbetrieb. Standzeit wird auf Ihr Schadstoffprofil berechnet.
Prozessnahe Erfassung
Direktabsaugung am Bauraum, an Öffnungen und beim Pulverhandling – nicht nur Raumluftabsaugung. Emissionen werden an der Quelle erfasst, bevor sie sich im Raum verteilen. Schlauch- oder Rohranbindung je nach Maschinentyp.
Modulare Skalierung
Von der einzelnen Maschine bis zum Druckzentrum mit 50 Anlagen – ohne Systemwechsel. Zentrale oder dezentrale Konzepte, je nach Hallenlayout und Maschinenverteilung.
Betreibernachweis
Vollständige Dokumentation für DGUV-Prüfungen: Konformitätserklärung, ATEX-Zertifikat (sofern zutreffend), Betriebsanleitung, Wartungsplan. Rechtssicher und prüfungsbereit.
NORMEN & VORSCHRIFTEN ADDITIVE FERTIGUNG
ATEX 2014/34/EU
Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen – gilt für Metallpulver-Absaugung. Zone 22: explosionsfähige Staubatmosphäre tritt im Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig auf.
IEC/EN 60335-2-69
Sicherheit von Entstaubungsanlagen – definiert Anforderungen an elektrische Sicherheit und Staubklassen (L, M, H) für Industriestaubsauger und Absauganlagen.
EN 14491
Schutzeinrichtungen gegen Staubexplosionen – Grundlage für Auslegung druckstoßfester Absauggehäuse und Explosionsdruckentlastung.
DGUV Information 213-059
Sicherheit bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen in Laboratorien – relevant für Forschungs- und Entwicklungsumgebungen mit additiver Fertigung.
VDI-Richtlinien Additive Fertigung
Der VDI-Fachausschuss GPL 105.6 erarbeitet verfahrensspezifische Richtlinien für Arbeitssicherheit in der additiven Fertigung – in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IPA.
Was Kunden wissen wollen
Brauche ich für meinen FDM-Drucker wirklich eine Absauganlage?
Das hängt vom Material und der Nutzungsintensität ab. PLA in gelegentlichem Einsatz in gut belüfteten Räumen ist weniger kritisch. ABS, ASA, PC oder Nylon im industriellen Dauerbetrieb erzeugen jedoch UFP-Konzentrationen und VOCs, die deutlich über den Empfehlungen der Fraunhofer-Institute und berufsgenossenschaftlichen Richtlinien liegen. Im gewerblichen Einsatz ist eine prozessnahe Absaugung dringend empfohlen und bei bestimmten Materialien rechtlich gefordert.
Welche ATEX-Zone gilt für Metallpulver-3D-Druck?
Kann ich eine Absauganlage für mehrere verschiedene 3D-Drucker nutzen?
Ja – mit unserer modularen Plattform können mehrere Maschinen verschiedener Verfahren an ein zentrales oder dezentrales System angebunden werden. Wichtig: Die Auslegung muss auf den jeweils kritischsten Schadstoff ausgelegt sein. Ein System das für LPBF geeignet ist, eignet sich auch für FDM – umgekehrt gilt das nicht. Wir legen das System auf Ihre gesamte Maschinenflotte aus.
Was ist der Unterschied zwischen einer Staubklasse-M-Absaugung und H14 HEPA?
Staubklasse M nach EN 60335-2-69 beschreibt eine Abscheideeffizienz von mindestens 99% – das entspricht grob H12/H13-Niveau. H14 nach EN 1822 erreicht mindestens 99,995% am MPPS. Für ultrafeine Partikel aus dem 3D-Druck und für toxische Metallpulver ist H14 die sicherere und empfohlene Wahl. Bei krebserzeugenden Stäuben ist H14 Pflicht.
Wie oft muss die Aktivkohle gewechselt werden?
Das hängt von der Schadstoffart, der -konzentration und dem Volumenstrom ab. Für Standardanwendungen wie ABS-Druck empfehlen wir eine Standzeit von 3–6 Monaten. Für aggressive Harzdämpfe oder hohe Maschinenauslastung kürzer. Wir berechnen die Standzeit für Ihre Anwendung und können optional Durchbruchsensoren integrieren, die den tatsächlichen Beladungszustand anzeigen.
Schildern Sie uns Ihr Verfahren
Verfahren, Material, Maschinenanzahl – wir legen die passende Lösung aus.
