3D-Druck-Risiken: Sicherheitsvorkehrungen, die jeder Anwender kennen sollte

3D-Druck verbreitet sich täglich weiter – sowohl industriell als auch im privaten Bereich –, was die Entwicklung zahlreicher Anwendungen in vielen Bereichen vorantreibt. In den Medien stehen meist nur die Vorteile der Technologie im Fokus, doch es gibt bestimmte Vorsichtsmaßnahmen, die beim Einstieg in den 3D-Druck beachtet werden müssen.

Jeder Anwender muss sich bestimmter Risiken bewusst sein, die während des 3D-Drucks auftreten können. Die zwei Hauptrisikoquellen sind einerseits die beim Schmelzen des Materials freigesetzten Gase und andererseits mögliche Brandquellen durch unsachgemäßen Gebrauch des 3D-Druckers oder defekte Elektronik.

Im Folgenden werden die Hauptrisikoquellen sowie Vorsorgemaßnahmen detailliert beschrieben:

Freigesetzte Gase und Gerüche

Alle im FDM/FFF-3D-Druck verwendeten Materialien sind Kunststoffe oder enthalten Kunststoffanteile. Hier konzentrieren wir uns auf die drei gängigsten: PLA, ABS und HIPS.

ABS und HIPS sind sehr verbreitete Materialien im 3D-Druck und werden häufig kombiniert eingesetzt – HIPS als Stützmaterial (löst sich in D-Limonen) und ABS als Basismaterial. Diese beiden Materialien haben einen Nachteil: Beim Schmelzen geben sie Styrol in einer Konzentration ab, die 20-mal höher liegt als die atmosphärische Hintergrundbelastung, was bei längerer Einatmung kanzerogen wirken kann.

PLA ist ein auf jedem 3D-Drucker leicht zu verarbeitendes Material und daher der vielseitigste Werkstoff im 3D-Druck. Bei der Emission wird Lactid freigesetzt, ein Stoff, der das oben genannte ABS-Problem nicht aufweist und die menschliche Gesundheit nicht beeinträchtigt.

Industrielle 3D-Drucker verfügen über HEPA-Filter – hocheffiziente Luftfilter, die hohen Standards genügen. Wenn Sie keinen geschlossenen 3D-Drucker mit HEPA-Filter besitzen, ist die Hauptempfehlung, den Druckraum gut zu belüften (Vorsicht vor Zugluft, da diese bei offenen Druckern das gefürchtete Warping und Cracking verursacht).

Daher ist in privaten Umgebungen der Druck geruchsarmer Filamente ratsam, sofern diese die gewünschten mechanischen Eigenschaften erfüllen.

Mögliche Brandquellen

Bild 1: Mögliche Brandquellen

Zunächst muss beachtet werden: 3D-Drucker ohne CE-Kennzeichnung (Europäische Konformität) durchlaufen keine Qualitätskontrolle, was im Fehlerfall sehr gefährlich werden kann.

Elektrizität

Die Eigenschaften des Stromnetzes, an das der 3D-Drucker angeschlossen wird, müssen genau den auf dem Gerät angegebenen Werten entsprechen: 230 V AC, 50 Hz. Zudem ist auf den Anschlussort zu achten: Wird der Drucker über eine Mehrfachsteckdose mit weiteren Verbrauchern gespeist, können Sicherungen auslösen oder Installationsschutzmechanismen anspringen. Daher müssen die Leitungsparameter vor dem Anschluss geprüft werden. Beim Reinigen des 3D-Druckers immer den Stecker ziehen, um unbeabsichtigte Kontakte zu vermeiden.

Elektronik

Der Einsatz qualitativ hochwertiger elektronischer Bauteile sowie Kabel mit passendem Querschnitt ist entscheidend, um übermäßige Temperaturen zu vermeiden, die zum Brand des Druckers und der Umgebung führen können. Ein weiteres mögliches Brandrisiko: Der Temperatursensor löst sich aus seiner Halterung, woraufhin die Heizpatrone ihre Maximaltemperatur erreicht, umliegende Elemente schmilzt und Feuer entfachen kann.

Heiße Bauteile

Manchmal greift man aus Gewohnheit oder Vergessenheit in den noch heißen 3D-Drucker hinein, was schwere Hautverbrennungen verursachen kann. Nicht vergessen: Das Funktionsprinzip basiert auf Polymer-Schmelzen, was hohe Temperaturen an den Heizelementen bedeutet.

Auch wenn der Drucker nach dem Druck ausgeschaltet oder vom Netz getrennt ist, sind die Heizelemente nicht sofort kalt – sie dürfen erst nach ausreichender Abkühlzeit berührt werden.

Bewegliche Teile

Für die Bewegung der drei Achsen sowie der zwei Extruder werden Schrittmotoren mit hohem Drehmoment eingesetzt. Werden Finger oder Hände in die Bereiche von Wellen, Spindeln und Riemen gebracht, können Quetschungen, Prellungen, Verletzungen und Verbrennungen durch die Motorenwärme entstehen. Daher muss äußerste Vorsicht walten, wenn man in den Drucker hineingreift – nur wenn unbedingt nötig und mit Sicherheitsvorkehrungen.

Haftspray

Beim Auftragen von Haftspray (3DLac, DimaFix, PrintaFix) muss dies außerhalb des 3D-Druckers erfolgen, da es sich um hochentzündliche Produkte handelt, die bei Kontakt mit hohen Temperaturen oder Restströmen entzünden können. Auch wenn es unglaublich klingt: Es gab bereits mehrere Fälle, bei denen durch falsche Handhabung Häuser abbrannten oder Schlimmeres passierte.

Unsere ausdrückliche Empfehlung: Behandeln Sie einen 3D-Drucker – besonders im privaten Umfeld – niemals als „Spielzeug“. Der Betrieb birgt Risiken. Am besten sind CE-zertifizierte Drucker mit geschlossenem Bauraum und HEPA-Filter, idealerweise in gut belüfteten Räumen.