Sicherheit beim 3D-Druck: Dämpfe, Brandschutz und Kinder

Markierte Begriffe erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.

Ein 3D-Drucker ist ein Gerät mit heißer Düse, heißem Bett und geschmolzenem Kunststoff, das oft stundenlang läuft. Das ist kein Grund zur Sorge, aber ein Grund, ein paar Dinge richtig zu machen. Hier steht, was die Forschung zu Emissionen sagt und welche Maßnahmen im Alltag tatsächlich helfen.

Was beim Drucken in die Luft gelangt

Beim Schmelzen von Filament entstehen zwei Arten von Emissionen:

• Ultrafeine Partikel (UFP): Teilchen kleiner als 100 Nanometer. Sie sind so klein, dass sie tief in die Lunge gelangen können.
• Flüchtige organische Verbindungen (VOC): Gase, die teils riechen, teils nicht. Je nach Material gehören dazu zum Beispiel Styrol bei ABS oder Caprolactam bei Nylon.

Untersuchungen von UL Chemical Insights haben über 200 verschiedene Verbindungen in den Emissionen von FDM-Druckern nachgewiesen. Ein klares Ergebnis: ABS gibt um Größenordnungen mehr Partikel und mehr VOC ab als PLA. Höhere Drucktemperaturen erhöhen die Emissionen generell.

Eine Studie der Bundesanstalt für Materialforschung im Auftrag des Umweltbundesamts zeigt außerdem: Die meisten Partikel entstehen in der Aufheizphase, danach sinkt die Rate deutlich. Und Filamente desselben Grundmaterials unterscheiden sich je nach Hersteller erheblich.

Das Institut für Arbeitsschutz der DGUV kam zu dem Ergebnis, dass Tischdrucker mit Filament in regelmäßig und ausreichend gelüfteten Räumen in der Regel keine bedenkliche Raumluft verursachen. Langfristige Gesundheitsfolgen sind allerdings noch nicht abschließend erforscht. Vorsicht ist also angebracht, Panik nicht.

Lüften und Filtern

Praktische Regeln:

• Drucker nicht im Schlafzimmer oder Kinderzimmer betreiben.
• ABS, ASA und Nylon nur mit Gehäuse und Filter oder Abluft drucken.
• Bei geschlossenen Druckern nach dem Druck einige Minuten warten, bevor du die Tür öffnest.
• Nicht heißer drucken als nötig. Die richtige Temperatur findest du über einen Temperaturturm, siehe Drucktemperatur.
• Filament von bekannten Herstellern mit Sicherheitsdatenblatt bevorzugen.

Wichtig: Zugluft stört den Druck. Lüfte deshalb lieber stoßweise als mit dauerhaft gekipptem Fenster direkt neben dem Drucker.

Brandschutz

Brände durch 3D-Drucker sind selten, aber nicht ausgeschlossen. Die Ursache sind meist defekte Heizungen, lose Kabel oder fehlende Schutzfunktionen.

• Thermischer Schutz in der Firmware: Aktuelle Drucker schalten die Heizung ab, wenn die gemessene Temperatur nicht so reagiert wie erwartet, zum Beispiel weil ein Temperatursensor herausgerutscht ist. Bei alten Geräten oder selbst kompilierter Firmware prüfen, ob dieser Schutz aktiv ist.
• Rauchmelder im Raum des Druckers. Das ist günstig und sinnvoll.
• Nicht brennbarer Untergrund, keine Papiere, Kartons oder Vorhänge direkt am Gerät.
• Kabel prüfen, besonders am Heizbett. Bei Bettschubsern bewegt sich das Kabel ständig mit und kann mit der Zeit brechen.
• Keine überlasteten Mehrfachsteckdosen. Das Heizbett zieht beim Aufheizen kurzzeitig viel Strom.
• Lange Drucke nicht völlig unbeaufsichtigt laufen lassen. Wenn du nicht im Haus bist, hilft eine Kamera mit Fernabschaltung. Lange Drucke über Nacht sind verbreitet, dann aber nur mit Rauchmelder und sicherem Aufstellort.

Heiße Teile und bewegte Mechanik

Die Düse erreicht je nach Material 200 bis 300 °C, das Druckbett 60 bis 110 °C. Beides bleibt nach dem Druck noch eine Weile heiß. Bei Wartungsarbeiten an der Düse immer warten oder Handschuhe tragen, siehe auch 3D-Drucker warten.

Nicht in den laufenden Drucker greifen. Riemen und Achsen können Finger einklemmen, und ein Druckkopf mit hoher Beschleunigung ist schneller, als du reagieren kannst.

Kinder und Haustiere

• Ein geschlossener Drucker schützt vor dem Hineingreifen. Bei offenen Geräten den Drucker außer Reichweite aufstellen.
• Kinder nur unter Aufsicht am Drucker arbeiten lassen und auf PLA setzen, weil es die geringsten Emissionen hat.
• Das Kinderzimmer ist kein guter Aufstellort.
• Haustiere sind empfindlich gegenüber Dämpfen, Vögel ganz besonders. Den Drucker nicht im selben Raum betreiben.
• Kleine Druckteile und Stützreste sind verschluckbar.

Lebensmittelkontakt: lieber nicht

Viele Filamente gelten als Rohstoff als lebensmittelecht. Das heißt aber nicht, dass ein gedrucktes Teil es ist. Die Gründe:

• Schichtlinien: In den feinen Rillen setzen sich Essensreste und Bakterien fest und lassen sich kaum zuverlässig reinigen.
• Düse: Messing enthält je nach Legierung etwas Blei, und Messingdüsen nutzen sich ab. Der Abrieb landet im Druck.
• Zusatzstoffe: Farbstoffe und Additive sind oft nicht für Lebensmittelkontakt geprüft.
• Reinigungsmittel können in die Rillen einziehen und später wieder austreten.

Auch die Prusa Knowledge Base rät davon ab, Drucke als Lebensmittelbehälter zu verwenden. Für Ausstechformen, die nur kurz Kontakt haben, ist das Risiko geringer. Wer mehr will, kann Teile mit einem für Lebensmittel zugelassenen Epoxidharz versiegeln.

Carbon- und Glasfaserfilamente schleifen

Faserverstärkte Filamente enthalten kurze Fasern. Beim Drucken bleiben sie im Kunststoff gebunden. Beim Schleifen, Bohren oder Sägen werden sie aber als feiner Staub frei, der Haut, Augen und Atemwege reizen kann.

• Nass schleifen statt trocken
• Mindestens eine FFP2-Maske tragen, besser FFP3
• Staub absaugen, nicht wegpusten
• Nicht im Wohnraum oder in der Küche bearbeiten

Mehr zu diesen Materialien in faserverstärkte Filamente.

Weiter mit: ABS drucken, wenn du ein emissionsstärkeres Material sicher einsetzen willst.