Könnte 3D-Druck zu Hause der Gesundheit schaden?

Seit den frühen 2000er Jahren, als die RepRap-Bewegung ihren Siegeszug antrat, hat der 3D-Druck weltweit an kommerziellem Erfolg gewonnen. Obwohl ein Großteil des Marktes natürlich dem industriellen additiven Marketing gewidmet ist, erfreuen sich auch preiswertere Desktop-3D-Drucker für Hobbyanwender zunehmender Beliebtheit, insbesondere seit COVID-19. Laut Grand View Research wird der weltweite Markt für Desktop-3D-Drucker im Jahr 2022 auf einen Wert von 3,96 Mrd. US-Dollar geschätzt. Und es wird erwartet, dass dieser Markt in den kommenden Jahren rasch wachsen wird, insbesondere in Ländern wie China, wo billige 3D-Druckerhersteller mit Lösungen für Heimanwender weit verbreitet sind. Aber ist es wirklich gut für die Gesundheit der Nutzer, zu Hause 3D-Druck zu betreiben? Forscher der Dublin City University haben diesbezüglich ihre Bedenken.

Diese Ergebnisse stammen aus einer aktuellen Studie mit dem Titel „Characterization of Volatile and Particulate Emmissions from Desktop 3D Printers“ (Charakterisierung der flüchtigen und partikulären Emissionen von Desktop-3D-Druckern), die von Melissa Finnegan, Collen Lee Thach, Shirin Khaki, Emma Markey, David J. O’Conner, Alan F. Smeaton und Aoife Morrin veröffentlicht wurde. Die Forscher interessierten sich für die Luftverschmutzung in Innenräumen und für die Emissionen, die in Innenräumen freigesetzt werden, da wir die meiste Zeit unseres Lebens in unseren Häusern verbringen. Dazu gehörte auch die Untersuchung der Emissionen, die Verbrauchergeräte wie 3D-Drucker in diese Umgebung abgeben.

Ein Schema des 3D-Druckers mit der VOC-Probenahme und den Probenahmeanschlüssen, die zusammen zur Sammlung der Partikelproben verwendet wurden (Bild: Finnegan M, Thach CL, Khaki S, Markey E, O’Connor DJ, Smeaton AF, Morrin A 2023)

Erforschung der Auswirkungen des 3D-Drucks auf die Gesundheit der Nutzer

Zu diesem Zweck beschlossen die Forscher, die Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und Partikeln beim 3D-Druck zu untersuchen, da in den letzten Jahren Bedenken hinsichtlich der Gesundheit und Sicherheit in beiden Bereichen aufgekommen sind. Insbesondere untersuchten sie die Sicherheitsaspekte beim 3D-Druck von PLA- und ABS-Filamenten, d.h. sie untersuchten ausschließlich FDM-3D-Drucker. Dazu wurde die Gas-Chromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) eingesetzt, um ein Profil der VOC-Emissionen zu erstellen, und ein Partikelanalysegerät (WIBS) am Drucker angebracht, um die Partikelemissionen zu quantifizieren und zu charakterisieren.

Laut des Abstracts der Studie bestätigte die Untersuchung, dass „3D-Druckverfahren eine breite Palette von VOC freisetzen, darunter gerade und verzweigte Alkane, Benzole und Aldehyde. Die Emissionsprofile hängen von der Art des Filaments ab, vor allem aber auch von der Marke des Filaments. Die Größe, Form und Fluoreszenzeigenschaften der Partikelemissionen wurden für PLA-basierte Druckemissionen charakterisiert und es wurde festgestellt, dass sie je nach verwendetem Filament variieren.“

(a) Gesamtzahl der durchschnittlichen Partikel pro Minute und (b) Größenverteilung der Partikeldichte (die schwarze Linie zeigt die mittlere Partikelgröße und die y-Achse die Dichte) pro Filamenttyp (Bild: Finnegan M, Thach CL, Khaki S, Markey E, O’Connor DJ, Smeaton AF, Morrin A 2023)

Kurz gesagt, die Forscher stellten fest, dass in allen 3D-Druckumgebungen Sicherheitsmaßnahmen wie eine bessere Belüftung und eine sorgfältige Markenauswahl erforderlich sind. Obwohl sich diese Ergebnisse auf alle 3D-Drucker beziehen, ob industriell oder nicht, erläuterte Dr. Morrin den Unterschied bei billigeren 3D-Druckern für den Heimgebrauch: „In einer industriellen Umgebung gibt es Einhausungen, Ventilatoren im Raum und die Emissionen werden überwacht. Wenn wir diese Drucker für den Heimgebrauch anbieten – diese Drucker kosten etwa 200 € -, werden sie ohne diese Einhausung und Belüftung geliefert und in der Regel in weniger gut belüfteten Umgebungen betrieben. Das Beste, was man hat, ist ein Fenster, das geöffnet sein kann oder auch nicht.“

Die Forscher betonen jedoch, dass es nicht ihrer Absicht entspricht, Nutzer vom 3D-Druck abbringen zu wollen. Vielmehr sind sie der Meinung, dass Bewusstsein der Schlüssel ist, insbesondere wenn es um Neulinge in der Technologie mit billigen Druckern geht, die mit weniger Sicherheitsmerkmalen wie einem Gehäuse oder einer eingebauten Belüftung ausgestattet sind. Dr. Morrin weist in einem kürzlich erschienenen Interview mit dem Irish Independent auch darauf hin, dass bereits das Öffnen eines Fensters oder das Tragen einer Maske wirksame Maßnahmen gegen die für die Nutzer gefährlichen Emissionen von 3D-Druckern in der Wohnung sind.

HIER erfahren Sie mehr über die Dublin City University Studie. Was halten Sie von diesem Bericht? Welche Maßnahmen ergreifen Sie, um Ihre Gesundheit zu schützen, wenn es um Emissionen aus dem 3D-Druck geht? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.