Gesundheits- und Sicherheitshinweise zum Einsatz von Desktop-3D-Druckern, Lasercuttern und Lasergravierern für den privaten Einsatz

3D-Drucker mit Sicherheitsschild
Gesundheits- und Sicherheitshinweise zur Anwendung von 3D-Druckern, Lasercuttern und Lasergravierern.

Immer mehr Desktop-3D-Drucker, Lasercutter und Lasergravier-Maschinen kommen in privaten Haushalten und auch in Schulen zum Einsatz. Wird hier nicht auf die Sicherheit geachtet, kann dies gravierende Folgen haben. Denn oft ist dann nicht nur der 3D-Drucker, Lasercutter oder Gravierer defekt, sondern die Schäden fallen vor allem im Falle eines Brandes deutlich größer aus. Wir haben hier deshalb einmal besonders wichtige Gesundheits- und Sicherheitshinweise zusammengetragen, die Sie beim Einsatz von diesen Geräten berücksichtigen sollten. Gleichzeitig haben wir uns in verschiedenen 3D-Druck-Communitys umgehört und auch hier einige Vorschläge mit in diesen Beitrag aufgenommen. Ergänzt wurden die Informationen dann mit unseren eigenen Erfahrungen aus über 10 Jahren 3D-Druck und 3D-Druck-Magazin. Wenn Sie selbst weitere Sicherheits- oder Gesundheitshinweise für uns haben, so lassen Sie uns gern einen Kommentar da.

Hinweis zur Begriffsverwendung und Verallgemeinerung: Der Einfachheit halber sprechen wir in diesem Text oft nur von den 3D-Druckern. Die meisten Hinweise lassen sich aber auch auf Lasercutter und Gravierer übertragen. Für industriell eingesetzte 3D-Drucker gelten noch ganz andere Vorgaben. Wir möchten uns hier auf FDM/FFF- und SLA/DLP-3D-Drucker-Modelle für den privaten und schulischen Einsatz beschränken. Typischer Beispiele dafür finden Sie bei uns im 3D-Druck-Shop. Als Lehrkraft und als Schüler, die mit 3D-Druckern beispielsweise im Technikunterricht oder in Arbeitsgemeinschaften arbeiten, sollten Sie diese Hinweise berücksichtigen.

Dieser Artikel wird fortlaufend ergänzt. Letzte Aktualisierung am 12.07.2021. Mit Veröffentlichung neuer Artikel im 3D-grenzenlos Magazin wird die Liste der Sicherheitstipps fortlaufend erweitert. Die Liste erhebt daher keinen Anspruch auf Vollständigkeit, soll aber zukünftig eine umfangreiche Informationssammlung von Sicherheitshinweisen zur kostenlosen Informationsrecherche darstellen. Helfen Sie mit und senden Sie uns weitere Sicherheitshinweise über unser Kontaktformular. Danke. Für die Sicherheitshinweise in diesem Beitrag übernehmen wir keine Gewähr.

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Grundsätzliches

Gerade für Anfänger ist es wichtig, sich einen 3D-Drucker anzuschaffen, der sehr sicher arbeitet, also beispielsweise das CE-Kennzeichen trägt. Wer keine großen technischen Kenntnisse hat, sollte sich zumindest als Anfänger für ein komplett montiertes Modell entscheiden.

8 wichtige Sicherheitstipps die jeder beachten sollte:

  1. Stellen Sie den 3D-Drucker, Gravierer oder Cutterer nicht in der Nähe brennbarer Materialien oder unweit von Wärmequellen auf.
  2. Desktop-3D-Drucker, vor allem DLP/SLA- aber auch FDM-Geräte, gehören nicht in ein Kinderzimmer.
  3. Der Raum, in dem der 3D-Drucker etc. druckt, muss gut belüftet sein.
  4. Bringen Sie im Raum und wenn möglich auch im Gerät selbst einen Rauchmelder an. Bestenfalls befindet sich dieser direkt über dem 3D-Drucker, Gravierer oder Lasercutter. Rauchmelder in sehr guter Qualität und Testsieger Stiftung Wartentest kosten knapp über 20 Euro und retten Leben.
  5. Ein Feuerlöscher (im besten Fall Schaumlöscher) von wenigstens 6 Liter sollte ebenfalls bereitstehen. Wir setzen den Smartwares Feuerlöscher SB6 bei uns ein (~ 50 €).
  6. Lagern Sie die Druckmaterialien und Ersatzteile kindersicher. An abgebrochenen Filamentresten oder entfernten Stützstrukturen können Kleinkinder ersticken.
  7. Angefangene Filamentspulen sollten Sie vor Feuchtigkeit geschützt in Boxen oder Kartons aufbewahren. Und dies natürlich ebenfalls kindersicher.
  8. Kinder sind sehr neugierig. Lassen Sie sich altersentsprechend an Ihrem Hobby teilhaben, es dabei aber nicht unbeaufsichtigt. Der Extruder beim FDM-3D-Drucker wird weit über 100 Grad heiß. Je nach Einstellung und Gerät die Druckplatte ebenso. Verbrennungen beugen Sie so vor.

Detaillierte Sicherheitshinweise

▶ Sorgen Sie für einen sicheren Stand des Gerätes. Denn während des Drucks kommt es unter Umständen zu Schwingungen, die dafür sorgen könnten, dass das Gerät wegrutscht.

▶ 3D-Drucker haben in Kinderzimmern nichts zu suchen und sollten in anderen Räumen kindersicher aufgestellt werden. Gleiches gilt für das auf Spulen aufgerollte Filament und das in Flaschen abgefüllte Resin (bei SLA-3D-Druckern).

▶ Reduzieren Sie die Brandgefahr. Da das Filament erhitzt werden muss, sind hohe Temperaturen notwendig. Deren Höhe sind von der gewählten Art des Filaments abhängig (beispielsweise PLA, PETG, ABS). Aus diesem Grund sollte der 3D-Drucker, aber auch der Cutter und der Gravierer nicht in der Nähe leicht entflammbarer Materialien aufgestellt werden. Zum Beispiel im Schuppen in dem Heu lagert. Keinesfalls dürfen andere Gegenstände in den Druckraum ragen (z.B. Die Farne von Pflanzen, die Gardine oder dergleichen).

▶ In dem Raum, in dem der 3D-Drucker arbeitet, sollten auf jeden Fall ein Rauchmelder installiert und ein Feuerlöscher vorhanden sein. Eine Empfehlung dafür hatten wir ja oben im Abschnitt „8 wichtige Sicherheitstipps“ bereits gegeben. Die Berliner Polizei empfiehlt hier Schaumlöscher, da im Vergleich zum Pulverlöscher die Folgeschäden nicht so hoch seien. Es gibt sogar Rauchmelder und Feuerlöschkugeln, die in 3D-Drucker eingebaut werden können. Zudem ist es sinnvoll, in der Nähe des 3D-Druckers eine Kamera aufzustellen, mit der die reibungslose Arbeit via Handy etc. überwacht werden kann. Auch bei Fehlermeldungen ist so eine schnellere Reaktion möglich.

▶ Der Raum, in dem der 3D-Drucker steht, sollte gut belüftet sein. Denn beim Erhitzen des Filaments kann es zu gesundheitsschädlichen Ausdünstungen kommen, die schnell beseitigt werden sollten. Dafür können Sie beispielsweise einen stärkeren Lüfter in den 3D-Drucker einbauen. Eine effiziente Lüftungsanlage oder sogar eine Absaugautomatik können hier ebenfalls gute Dienste leisten.

▶ Werden die 3D-gedruckten Objekte zur Aufbewahrung von Lebensmitteln genutzt, sollten Sie bedenken, dass sich in den Rillen Keime und Bakterien ablagern können. Gleiches gilt für Verschmutzungen, die sich dann nur schwer beseitigen lassen. Genau wie den 3D-Drucker sollten Sie auch die 3D-gedruckten Objekte nicht in die Nähe von Wärmequellen bringen. Dazu gehören beispielsweise Kerzen, Lampen und Heizkörper. Sonst besteht die Gefahr, dass der Kunststoff schmilzt, sich verformt oder sogar entzündet. Berücksichtigen Sie zudem die spätere mechanische Belastung der gedruckten Objekte.

▶ Lehrkräfte an Schulen haben beim Einsatz von 3D-Druckern in der Schule noch zahlreiche weitere Vorgaben zu erfüllen. Diese hier alle aufzuführen, würde aber wahrscheinlich zu weit führen und werden schlussendlich eh länderweit oder direkt über die Schule geregelt und vorgegeben.

In welchem Raum stelle ich meinen 3D-Drucker am sichersten auf?

Sehr sinnvoll ist es, den 3D-Drucker im Keller, im Hobbyraum oder zur Not auch im Arbeitszimmer aufzustellen. Dabei ist für eine gute Belüftung zu sorgen. In den Schulen sollten sie im Technik- oder Computerraum aufgestellt werden. Um den 3D-Drucker stetig überwachen zu können, auch wenn man sich gerade nicht in dem Raum aufhält, ist es angeraten, eine Kamera zu installieren, die dann die Aufnahmen auf das Handy überträgt. Dazu gibt es spezielle Webcams, die nicht allzu viel kosten, aber durchaus gute Bilder liefern können. Gleichzeitig sollte während des laufenden Drucks immer eine Person zuhause sein, um im Notfall schnell reagieren zu können.

Verfügt mein 3D-Drucker über Sicherheitsfunktionen?

Die größten Probleme bringen die Kabel und das Hotend mit sich. Zeigt der Thermosensor eine zu geringe oder gar keine Temperatur mehr ans, kann es schnell zum Brand kommen, weil dann das Gerät immer stärker aufheizt. Arbeitet der 3D-Drucker mit einem offenen System, können Sie als Nutzer die Software selbst einstellen und dabei auch die Sicherheitsfunktionen einsehen, aktivieren, hinzufügen und notfalls auch abschalten. Im Falle einer fehlenden Rückmeldung des am Druckkopf befestigten Thermosensors würde sich der Drucker dann ausschalten. Das Filament wird im Druckkopf bei etwa 200 Grad Celsius geschmolzen. Gibt es vom Druckkopf keine Rückmeldung an die Software, arbeitet der Drucker nicht weiter. Bei einem geschlossenen System lässt sich leider nicht erkennen, ob diese Sicherheitsfunktionen verfügbar sind. Sie lassen sich auch nachträglich nicht hinzufügen. Deshalb sollte man sich vor dem Kauf erkundigen, mit welchen Sicherheitsfunktionen der 3D-Drucker ausgestattet ist. Bei einer Open-Source-Software lassen sich die Sicherheitsfunktionen einrichten.

Wichtige Lagerhinweise

Für die Stereolithographie (SLA) und das Digital Light Processing (DLP) werden verschiedene Gefahrstoffe verwendet. Dazu gehören Kunstharze (Resin) zum Drucken der Objekte, aber auch Reinigungsmittel wie Aceton und Isopropanol. Diese sind nicht nur gesundheitsschädigend, sondern es besteht auch eine hohe Brand- und Explosionsgefahr. SLA-3D-Drucker sollten Sie nur dann erwerben und nutzen, wenn Sie als Nutzer entsprechende Kenntnisse über notwendige Schutzmaßnahmen haben, beispielsweise über die Lagerung dieser Gefahrstoffe und die notwendige Schutzausrüstung. Gerade hier ist eine kindersichere Aufbewahrung und Lagerung ungemein wichtig.

Gefahrenstelle Netzteil

Schauen Sie sich beim 3D-Drucker auch das verbaute Netzteil an und tauschen Sie es gegebenenfalls aus. Das Netzteil sollte in einem sehr guten Zustand und sicher sein. Alle Kabel sollten eine Zugentlastung erhalten und keine Stecker auf Bewegung belastet werden. Letzteres bedeutet, dass das Kabel genügend Spielraum haben muss.

Damit angefangene Filamente bei der Lagerung nicht feucht werden, können Sie in die Aufbewahrungsbox oder in die Tüten kleine Papierpäckchen mit Siliconkügelchen legen, wie man sie aus Handtaschen, Schuhkartons etc. kennt. Diese saugen die Feuchtigkeit auf und können nach dem Trocknen durchaus noch einmal verwendet werden. Es gibt auch spezielle Trocknungsboxen für Filamente.

Sammlung weiterer Sicherheitstipps aus der 3D-grenzenlos Community

▶ Um die Brandgefahr zu verringern, soll man die Steckdose mit einem Sonoff-Relais über WLAN steuern können. 4 Stück mit Fernbedienung gibt es bereits für unter 10 Euro pro Stück.

▶ Es sei auch denkbar, den gesamten 3D-Drucker in einem alten Serverschrank unterzubringen und eine Löschanlage bzw. Brandschutzvorrichtung zu verwenden. Hieran dürften vor allem Maker ihre Freude haben die Grenzen des möglichen auszuloten und dies als Herausforderung zu versehen als denn eine übertriebene Sicherheitsmaßnahme. In öffentlichen Makerspaces oder privaten Werkstätten findet man hier immer wieder beeindruckende Schränke für die 3D-Drucker mit gut durchdachten Sicherheitsfunktionen.

▶ Mit Hilfe von OctoPrint und einem Messengerdienst wie WhatsApp, Telegram etc. kann man immer nachsehen, ob der 3D-Drucker reibungslos läuft. Ist dies nicht der Fall, so könne man mit Hilfe von Alexa den 3D-Drucker vom Strom trennen. An diesen Beispielen sehen Sie auch, wie Smart Home funktionieren kann. Beschäftigen Sie sich also mit dem Thema Remote-Control für 3D-Drucker.

▶ Bei einigen Druckermodellen ist es sinnvoll, einen Hepa- (Staub) bzw. Aktivkohlefilter (Dampf) einzubauen. Sie werden auf verschiedenen Plattformen als Luftfilter angeboten. Zu diesen 3D-Druckern gehören beispielsweise Modelle, die regelmäßig mit ABS-Filament drucken sollen.

▶ Grundsätzlich empfehlen viele Makers, anstelle von günstigen Filamenten (oftmals) aus China lieber auf etwas höherpreisiges Filament zurückzugreifen, die entweder in Europa oder sogar in Deutschland hergestellt werden. Hier ist dem Filament nicht so viel Recyclingmaterial beigemischt, was für eine schlechtere Qualität sorgen kann. Und nichts ist ärgerlicher, zeitraubender und auch finanziell kostspieliger, als wenn man den Druck eines Objektes mehrmals beginnen muss. Ein bekanntes Filament „Made in Germany“ ist zum Beispiel das OWL-Filament.

▶ Eines von vielen Problemen ist das Warping. Ist die Düse zu weit vom Druckbett entfernt, wird die erste Schicht nicht richtig aufgetragen. Hier sollte man immer wieder nachnivellieren. Es ist auch nicht immer so, dass der Abstand richtig gewählt ist, wenn ein Blatt Papier gerade so zwischen Druckbett und Düse durchgezogen werden kann und dabei kratzt. Auch dieser Abstand kann manchmal noch zu weit sein. Hier hilft es nur, die Distanz noch weiter zu verringern und die ersten Schichten zur Probe zu drucken. Bei den meisten Modellen bewegt sich der Motor in 0,04 mm Schritten, die via Touchscreen gewählte Distanz sollte dann also durch vier teilbar sein. Besonders bei den ersten Schichten sollte die Lüftung noch nicht eingeschaltet sein, denn so kann das Objekt ebenfalls besser haften.

▶ Um die Gefahr des Warpings weiter zu reduzieren, kann man einen offenen 3D-Drucker auch einhausen. Sie bauen also dann einen Kasten um das Gerät. Hier sollte dann aber erst recht ein Lüftungssystem mit installiert werden. Ein Desktop-3D-Drucker der sowohl über Lüftungssystem als auch geschlossenen Bauraum verfügt ist der QIDI TECH X-Max, der mit seinen Eigenschaften sogar Industriequalität erreichen kann.

▶ Mancher Nutzer eines Bausatz 3D-Druckers klagte auch darüber, dass sich die Rollen, die das Hotend auf den Schienen und auch das Heizbett (Hotbet) bewegen, abnutzen. Das kann sich natürlich auch auf die Sicherheit auswirken, wenn der Abrieb mit der Hitze in Berührung kommt. Hier wurde dann öfter empfohlen, die Räder gegen härtere Modelle oder sogar gleich die Lager auszutauschen oder den vermeintlichen Abrieb aufzusaugen. Denn oftmals soll es sich hier nur um Staubpartikel handeln.

▶ Kommen Sie mit dem Aufbau des 3D-Druckers nicht so gut zurecht, so holen Sie sich gern Unterstützung. In mittlerweile fast jeder größeren Stadt gibt es einen MakerSpace oder andere Aktive, die den 3D-Druck offiziell anbieten. Nutzen Sie, eventuell gemeinsam mit Ihren Kindern, die Gelegenheit, an einem solchen Workshop teilzunehmen. Hier werden Ihnen sicher noch mehr Ideen nähergebracht, Sie aber gleichzeitig an gesetzliche Vorgaben erinnert, an die Sie sich, und hier vor allem auch als Lehrkraft, halten müssen. Auch das 3D-grenzenlos Magazin bietet in über 6000 Artikeln unzählige Tipps und Hilfe zum 3D-Druck.

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