Glanztechnologie mit Schattenseiten: 3D-Druck als gesundheitsschädlich kritisiert

By on 15. August 2013
Moderner Drucker

Moderner Drucker
Die Produktherstellung nimmt durch die neue Technologie des 3D-Druckes auch in den eigenen vier Wänden eine neue Rolle ein. Nun werden Stimmen laut, dass der 3D-Druck gesundheitsgefährlich ist. Was ist dran an dieser Behauptung?

Erhitzung des Kunststofffadens: treten gesundheitsschädliche Gase aus?

3D-Drucker werden immer häufiger von Heimanwendern genutzt. Nachdem das 3D-Modell auf dem PC erstellt worden ist, werden die Daten an den 3D-Drucker übermittelt. Dieser druckt (bzw. fertigt) dann das Produkt aus Kunststoff oder Metallpulver. So entstehen im Handumdrehen beispielsweise individuell erstellte Smartphone-Cases. Oder gar Waffen, wie unser Autor bereits aufgefangen hatte.

Während des Herstellvorgangs leitet der mit Kunststoff arbeitende 3D-Drucker einen Kunsstofffaden, der sich auf einer Spindel befindet, zum Druckkopf weiter. Dort wird der Kunststofffaden erhitzt. Der flüssige Kunststoff wird dann Ebene für Ebene (layerweise) auf einer Platte aufgetragen, bis schlussendlich das fertige Produkt entstanden ist. Ein 3D-Drucker funktioniert sozusagen wie eine computergesteuerte Heißklebepistole.

Der Kunststoffaden, der in diesem Verfahren erhitzt wird, besteht aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat) oder PLA (Polylactid) – und hierin sehen die Wissenschaftler vom Illinois Institute of Technology das Problem. Bei der Erhitzung des Kunststoffes werden gesundheitsgefährliche Partikel frei, die dann über die Atmung in unserem Körper gelangen.

Ultrafeine Partikel (UFP)

Die Wissenschaftler vom Illinois Institute of Technology untersuchten, in welcher Konzentration die gesundheitsschädlichen Ultrafeinen Partikel (UFP) beim Fertigungsprozess von Produkten mit 3D-Druckern entstehen. Nach eigenen Angaben war dies die erste Studie dieser Art.

Dafür ließen die Wissenschaftler mehrere 3D-Drucker gleichen Typs aufbauen, die die Materialien PLA (Polylactid) oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat) verwendeten. Dabei stellten sie fest, dass die Konzentration der UFPs in der Luft deutlich angestiegen ist.

Nähere Untersuchungen haben ergeben, dass bei der Verwendung von ABS etwa 200 Milliarden UFPs pro Minute freigesetzt worden sind. Beim Einsatz von PLA war die UFP-Freisetzung hingegen 10-fach geringer, also etwa „nur“ noch 20 Milliarden UFPs pro Minute. 3D-Drucker sind somit als starke UFP-Emittenten einzustufen.

Das Gesundheitsrisiko besteht aufgrund der winzigen Größe der Partikel, die wir mit der Atemluft zu uns nehmen. Die UFPs erreichen noch nicht einmal eine Größe von 100 nm (Nanometer). Dies entspricht eine Größe von ein Zehntausendstel mm (Millimeter). Aufgrund der großen Oberfläche der Teilchen können sie sich dann in den Atemwegen oder in der Lunge anlagern oder aber auch über den Riechnerv ins Gehirn gelangen. Weiterhin ist bekannt, dass hohe UFP-Konzentrationen Lungenkrebs, Schlaganfälle oder Asthma auslösen können.

Wie kann man das Gesundheitsrisiko minimieren?

Da das Gesundheitsrisiko mit der UFP-Konzentration ansteigt, gilt es, die UFP-Konzentration in der Luft so niedrig wie möglich zu halten. Nach den bisherigen Erkenntnissen würde es Sinn machen, möglichst auf ABS als Material zu verzichten.

Bei der Verwendung von PLA wurden von den Wissenschaftlern etwa 10-fach geringere UFP-Konzentrationen ermittelt. Weiterhin kann man die Konzentration durch gute Belüftung der Räume minimieren. Empfehlenswert ist es auch, sich nicht über den gesamten Fertigungszeitraum in den Räumlichkeiten aufzuhalten, in denen das Produkt gefertigt wird.

Wie gefährlich sind die 3D-Drucker wirklich?

Laut der Studie der Wissenschaftler vom Illinois Institute of Technology werden 3D-Drucker als starke gesundheitsgefährdende UFP-Emittenten eingestuft. Das Gesundheitsrisiko kann durch Minimierung der UFP-Konzentration in der Luft erreicht werden.

Dies ist zum einen durch die richtige Auswahl des Materials möglich (PLA anstatt ABS) und zum anderen durch Belüftung der Räumlichkeiten möglich. Weiterhin kann die Aufnahme der UFP über die Atemluft reduziert werden, indem man sich während des Produktionsvorgangs (3D-Druck) möglichst nicht in den Räumlichkeiten der Produktion aufhält.

Recherchequellen:

• MIT.edu

Foto: Mario Goldmann – Fotolia

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