Risikominderung: Sicherheitsaspekte beim Kauf eines Kunstharz-3D-Druckers

Formlabs Harzkartuschen sind so konzipiert, dass das Risiko des Auslaufens von Harz und des Hautkontakts minimiert wird. Dennoch sollten beim Umgang mit Harz und Harzkartuschen immer Handschuhe getragen werden. Sobald eine Harzkartusche in einen Formlabs-3D-Drucker eingesetzt ist, erfolgt die Harzabgabe automatisch, sodass kein Harz mehr verschüttet wird und weniger gereinigt werden muss.

Im Gegensatz dazu ist das Kunstharz für preiswerte Drucker in Flaschen erhältlich und muss von Hand in den Tank gegossen werden, was die Wahrscheinlichkeit des Verschüttens und eines potenziellen Hautkontakts mit dem Harz erhöht.

Die Harzkartuschen für die Drucker der Serie Form 4 enthalten 1 Liter Kunstharz, aber mit 63 % weniger Plastikverbrauch und einem um 30 % kleineren Platzbedarf als die Kartuschen der Serie Form 3+. Somit fällt weniger Abfall an und die Lagerung ist effizienter. Nachdem eine Kartusche in den Drucker eingesetzt wurde, ermittelt eine Wägezelle, wie viel Kunstharz sich in ihr befindet. So erhalten Anwender*innen einen klaren Überblick über ihre Kunstharzbestände und können ihren Harzbedarf leicht planen. Dank der automatischen Harzabgabe muss während des Drucks kein Harz mehr nachgefüllt werden, wodurch die Gefahr des Auslaufens von Harz weiter verringert wird.

Die meisten preiswerten Harztanks haben ein einfaches Design und verfügen über keinen Deckel oder Karton, sodass viele Nutzer sie in Pappkartons oder Plastikbehältern aufbewahren. Dies kann die Lagerung kompliziert machen.

Formlabs' Harztanks für die Drucker der Serie Form 4 sind mit Deckeln sowie Bereichen zur Beschriftung mit Datum und Inhalt ausgestattet. Die Tanks speichern Daten; wenn ein Tank in einen Drucker eingesetzt ist, zeigt der Touchscreen Informationen über das Kunstharz und die Lebensdauer an. Die Deckel sind so konstruiert, dass sie ein Aufeinanderstapeln von Harztanks zur effizienten Lagerung erlauben.

Die Griffe erleichtern das Anheben des Formlabs-Harztanks, während der erhöhte Boden den Film vor Ablagerungen und Beschädigungen schützt. Preiswerte Harztanks haben in der Regel keine Griffe, sodass die Gefahr größer ist, den Tankfilm zu berühren oder zu kontaminieren. Darüber hinaus sind die Formlabs-Harztanks auf Robustheit und Langlebigkeit ausgelegt, damit potenzielle Störungen des Arbeitsablaufs wie das Auslaufen von Kunstharz vermieden werden.

Kunstharze aus dem Niedrigpreissegment beinhalten oft billige und flüchtige Chemikalien, um Kosten zu senken und die Druckzeit zu beschleunigen. Während einige dieser Zusatzstoffe unbedenklich sind, erzeugen manche der Chemikalien schädliche Gerüche und Dämpfe, die manchmal zu Beschwerden über Augen- und Halsreizungen und Kopfschmerzen führen und längerfristig die Gesundheit gefährden können.

Eine Komponente, das in preiswerten Harzen häufig verwendet wird, ist 4-Acryloylmorpholin oder ACMO. ACMO ist kostengünstig und hochreaktiv, wodurch Hersteller ihre Kosten senken und die Druckzeiten verkürzen können. Die amerikanische Umweltschutzbehörde EPA hat für ACMO eine SNUR ausgestellt, das heißt, eine Verordnung über eine signifikante neue Verwendung (Significant New Use Regulation), weil das Einatmen der Dämpfe potenziell gefährlich ist und der Stoff die Haut schnell sensibilisieren kann. Diese SNUR verpflichtet Hersteller, ACMO auf den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der Materialien zu melden. Leider halten nicht alle Harze, die ACMO enthalten, diese Sicherheitskennzeichnung ein. Das Auftreten von ACMO in Kunstharzen sollte auf dem SDB vermerkt sein, zusammen mit den Gefahrenhinweisen „Kann die Organe bei längerer oder wiederholter Exposition schädigen“ und „Kann die Fortpflanzung beeinträchtigen“.

ACMO stellt auch eine ökologische Bedrohung dar. Der Grenzwert für die Freisetzung von ACMO in Abwässer ist auf 100 Teile pro Milliarde begrenzt. Das bedeutet, die erforderliche Wassermenge, um einen Liter einer Harzformulierung mit 50 % ACMO-Gehalt zu verdünnen, entspricht etwa fünf Millionen Litern Wasser oder der Größe von zwei olympischen Schwimmbecken. Dies ist besonders besorgniserregend, da viele Kunstharze, die als „mit Wasser waschbar“ vermarktet werden, einen hohen ACMO-Gehalt aufweisen.

Formlabs-Kunstharze enthalten niemals ACMO, und für alle Harze sind Sicherheitsdatenblätter verfügbar, sodass unsere Kunden stets Gewissheit darüber haben, womit sie arbeiten. Unsere Sicherheitsdatenblätter stehen immer zur Verfügung und enthalten aktuelle Sicherheitsinformationen zum Kunstharz. Sicherheitsdatenblätter von Kunstharzherstellern aus dem Niedrigpreissegment sind oftmals schwer oder gar nicht zu finden, und es fehlen die notwendigen Informationen, um die Harze sicher zu verwenden.

Zur Risikobegrenzung bei der Arbeit mit preiswerten Kunstharzen müssen viele Anwender*innen in einem geschlossenen Lüftungssystem drucken. Formlabs-Kunstharze können in der Regel ohne ein solches System verwendet werden.

Formlabs' Kunstharzbibliothek beinhaltet eine umfassende Auswahl von biokompatiblen Kunstharzen. Druckteile aus biokompatiblen Harzen, den BioMed-Kunstharzen, sind für Haut- und/oder Schleimhautkontakt getestet worden. Es steht ausführliche Dokumentation der Tests von Nelson Labs und NAMSA zur Verfügung. Die Materialien der BioMed-Familie werden in einer nach ISO 13485 zertifizierten Einrichtung hergestellt. Sie sind mit den gängigen Desinfektions- und Sterilisierungsmethoden kompatibel.

Demgegenüber führen nahezu keine Kunstharzhersteller im Low-Cost-Bereich irgendeine Art von Hautverträglichkeits- oder Biokompatibilitätstests durch, und die Einsicht von Sicherheitsdatenblättern kann schwierig bis unmöglich sein.

Für jedes Formlabs-Kunstharz, ob biokompatibel oder nicht, sind die spezifischen Wasch- und Nachhärtezeiten deutlich gekennzeichnet, sodass das endgültige Druckteil sicher einsetzbar ist. Die meisten preiswerten Kunstharze bieten keine Angaben darüber, wie die Teile am besten zu waschen und nachzuhärten sind. Das bedeutet, dass Anwender*innen Zeit und Material dabei verschwenden müssen, die richtigen Wasch- und Nachhärteeinstellungen durch Ausprobieren zu ermitteln.

Erfahren Sie, wie Formlabs seine biokompatiblen Materialien entwickelt und deren Konformität sicherstellt, oder laden Sie Sicherheits- und technische Datenblätter für Formlabs-Materialien herunter.

Sogar bei der Entwicklung von Konstruktionsplattformen steht die Sicherheit im Vordergrund. Formlabs-Konstruktionsplattformen haben eine kleine, verlängerte Lippe, die herunterlaufendes Kunstharz auffängt und somit Tropfen vermeidet.

Ein zusätzliches Risiko entsteht beim Ablösen der Druckteile von der Plattform. Build Platform Flex und Build Platform Flex L (für großformatige 3D-Drucker) sind mit der patentierten Schnellablösetechnologie ausgestattet. Damit lassen sich Teile mühelos und ohne Werkzeug ablösen, wodurch Verletzungen sowie Beschädigungen der Plattform vermieden werden. 

Viele preiswerte Kunstharz-Drucker tauchen die Plattform beim Druck vollständig in den Harztank ein. Dies führt dazu, dass das Harz beim Entnehmen der Plattform abtropft, was mehr Reinigungsaufwand und Harzverschwendung zur Folge hat. Formlabs-Drucker tauchen die Konstruktionsplattform nicht vollständig in den Harztank ein, sodass bei der Teileentnahme weniger Harz herunterläuft oder tropft und potenzielle Verschwendung minimiert wird.

Integrierte Wasch- und Nachhärtelösungen mögen preislich attraktiv sein. Bei solchen Geräten muss jedoch jedes Mal, wenn ein Druck nachbearbeitet wird, ein IPA-Behälter eingesetzt und wieder entnommen werden. Bei jedem dieser Wechsel besteht die Gefahr, dass IPA verschüttet wird, was das Risiko von Unfällen und Kontakt mit IPA enorm erhöht.

Separate Wasch- und Aushärteeinheiten machen das Bewegen von IPA-Behältern überflüssig, rationalisieren die Nachbearbeitung und verringern den Kontakt mit IPA erheblich. Form Wash, Form Wash L, Form Cure und Form Cure L sind separate, in sich geschlossene Wasch- und Nachhärtelösungen.

Die Deckel von Form Wash und Form Wash L sind zudem abgedichtet, was das Austreten von IPA-Dämpfen mindert. Beim Waschvorgang kann die Bauplattform in eine Halterung im Form Wash eingesetzt werden. Hinzu kommt, dass Form Wash und Form Wash L Bauplattformen unterschiedlicher Unternehmen aufnehmen können.

Per Knopfdruck wird die Plattform dann in den Waschbehälter abgesenkt, wodurch der potenzielle Kontakt mit harzbedeckten Teilen und IPA reduziert wird. Die Waschzeiten für jedes Formlabs-Kunstharz sind vorprogrammiert, wobei die Konstruktionsplattform nach Abschluss des Waschzyklus automatisch aus dem Lösungsmittel gehoben wird. Ein integrierter Deckel über dem IPA-Behälter minimiert den Kontakt mit dem Lösungsmittel. Zudem wird die versehentliche Beschädigung des Teils durch zu langes Eintauchen in der Waschlösung vermieden, was bei preiswerten Geräten leicht vorkommen kann.

Bei den meisten Low-Cost-Waschsystemen handelt es sich lediglich um Körbe, in die die Teile eingelegt werden, einige wenige bieten jedoch die Möglichkeit, eine Bauplattform in die Wascheinheit einzusetzen. Ohne zeitgesteuerte Waschzyklen und automatisches Anheben und Absenken der Plattform besteht sowohl das Risiko von Hautkontakt mit IPA durch Spritzer als auch von zu langem Verweilen der Druckteile in IPA.

Obwohl IPA eine gute Waschleistung bietet, sind sein Geruch, seine Brennbarkeit, die Beschaffung und die Lagerung für viele Anwender*innen ein Problem. Formlabs Resin Washing Solution ist eine geruchsarme Waschlösung, die gemäß GHS-Klassifizierung nicht entflammbar ist und ebenso gut reinigt wie IPA. Sie hat eine zweifache Lebensdauer verglichen mit IPA bei minimaler Verdunstung, was weniger häufiges Nachfüllen und Auswechseln der Waschlösung bedeutet. Während IPA eine Sättigungsgrenze von 10 % hat, liegt die Sättigungsgrenze der Resin Washing Solution bei 20 % – somit kann letztere doppelt so viel Harz lösen, bevor sie gesättigt ist.

Für kleine Arbeitsbereiche oder Räume, in denen Geruch und Brennbarkeit ein Problem darstellen, bietet die Resin Washing Solution eine sicherere Alternative zu IPA. Erfahren Sie in unserem Blogbeitrag mehr über Formlabs Resin Washing Solution oder bestellen Sie jetzt, um mit dem sicheren Waschen loszulegen.

Formlabs Resin Washing Solution ist nicht kompatibel mit der Kunstharzfamilie Flexible und Elastic sowie Kunstharzen, die einen validierten Workflow erfordern (unter anderem biokompatible Harze). Die vollständige Liste der kompatiblen Kunstharze finden Sie hier.