DIMECC on-line, Kaisa kaukovirta: Metallien 3D-tulostuksen hiukkasaltistumista tutkitaan

Tutkimushankkeessa tehdään mittauksia metallien 3D-tulostusta jauhepetimenetelmällä harjoittavissa yrityksissä ja oppilaitoksissa terveysvaikutusten kartoittamiseksi. Tutkimuksen avulla selvitetään muun muassa työtekijän hiukkasaltistumista, kokonaismetallialtistumista ja varhaisia tulehdusvaikutuksia.

”Metallien 3D-tulostusprosesseissa syntyy hyvin pieniä nanokokoluokan hiukkasia, jotka voivat kulkeutua syvälle hengitysteihin eli keuhkorakkuloihin asti. Näitä haittoja ja oireita ei tarkkaan tiedetä, eikä niitä ole Suomessa aiemmin selvitetty. Siksi on hyvä tutkia, millaisia tasot ovat ja minkälainen riski prosessiin liittyy”, sanoo yliopistonlehtori Marko Hyttinen Itä-Suomen yliopistosta.

Hän työskentelee Sisäympäristön ja työhygienian tutkimusryhmässä, joka toteuttaa META3D-hanketta yhdessä Työterveyslaitoksen kanssa. Tutkimuksessa selvitetään metallien 3D-tulostuksessa muodostuvien kemiallisten tekijöiden pitoisuuksia ja ominaisuuksia sekä mahdollisia altistumisreittejä ja yhdisteiden kulkeutumista elimistössä. Lisäksi kartoitetaan työntekijöiden oireita, varhaisia tulehdusvaikutuksia ja arvioidaan altistumiseen liittyvää terveysriskiä.

Tutkimuksessa on mukana 13 metallien 3D-tulostusta tekevää yritystä ja oppilaitosta. Suurin osa mittausdatasta on jo kerätty ja sitä analysoidaan parhaillaan. Tutkimukseen osallistuneet ovat suhtautuneet hankkeeseen innostuneesti, sillä siitä saatavaa tietoa pidetään tärkeänä.

Mittauksista kyselytutkimukseen

Kattava kokonaiskuva muodostetaan sekä mittaus- että kyselytutkimuksia yhdistämällä.

”Teemme jokaisessa kohteessa työhygieeniset mittaukset eli mittaamme ilmasta hiukkaspitoisuuksia monella eri menetelmällä. Mittaamme hiukkasten massaa ja lukumääräpitoisuutta ja katsomme hiukkasten koon ja lukumäärän jakaumaa”, erikoistutkija Maija Leppänen Työterveyslaitokselta kuvailee.

Näytteistä tehdään myös kemiallinen analyysi, jotta selviää, mitä metalleja hiukkasissa on.

”Tutkimusympäristöistä kerätään tietoa myös jatkuvatoimisilla mittalaitteilla. Niistä näkyy, millaisia reaaliaikaiset hiukkaspitoisuudet ovat. Kun mittaustiedot yhdistetään tietoihin työntekijöiden täyttämästä lomakkeesta, johon on merkitty päivän työtehtävät, saadaan selville altistavimmat työvaiheet”, sanoo tutkijatohtori Antti Karjalainen Itä-Suomen yliopistosta.

Vapaaehtoisilta osallistujilta kerätään henkilökohtaisia näytteitä kokonaismetallialtistumisen mittaamiseksi. Käsistä tehtävällä pyyhintänäytteellä arvioidaan ihoaltistumista. Metallipitoisuuksia analysoidaan myös virtsanäytteistä ja uloshengitysilmasta. Lisäksi työntekijöiden mahdollisesti kokemia oireita kartoitetaan kyselyssä.

AM Campuksella tehdyissä mittauksissa telineeseen kiinnitettiin IOM-keräin, jolla määritetään hengittyvän pölyn massapitoisuus suodatinkeräyksellä.

Ohjeistus hyvään työtapaan

Tulosten avulla voidaan arvioida, onko nykyään työpaikoilla käytettävä suojaus riittävä, vai tarvitaanko lisätoimenpiteitä. Tuloksista julkaistaan keväällä 2025 loppuraportti ja niiden pohjalta laaditaan myös ohjeistus hyviin työtapoihin.

”Pyrimme ottamaan kantaa, mikä on tilanne työpaikoilla. Jos havaitsemme, että on tarvetta tehdä jotain toisin, niin annamme ohjeita turvalliseen työskentelyyn”, Maija Leppänen sanoo.

Tulokset julkaistaan muun muassa hanketta rahoittavan Työsuojelurahaston kanavissa. 3D-tulostustoimijat yhteen kokoava, DIMECCin johtama FAME-ekosysteemi on ollut mukana mahdollistamassa tutkimusta ja jakaa myös tuloksista tietoa yrityksiin. ▲

Pöydälle on sijoitettu kolme jatkuvatoimista mittalaitetta, joilla mitataan hiukkasten reaaliaikaisia massa- ja lukumääräpitoisuuksia sekä lukumääräkokojakaumaa.

Lisätietoja: https://www.ttl.fi/tutkimus/hankkeet/altistuminen-ja-terveysvaikutukset-metallien-3d-tulostustoissa-meta3d

TEKSTI: KAISA KAUKOVIRTA, DIMECC, KUVAT: MAIJA LEPPÄNEN