DIMECC on-line: Maija Leppänen, Antti Karjalainen, Kaisa Kaukovirta: Metallien 3D-tulostustöissä suurin altistumisriski piilee jälkikäsittelyssä

Metallien 3D-tulostustöissä suurin altistumisriski terveydelle haitallisille pien- ja nanohiukkasille liittyy valmiiden tuotteiden jälkikäsittelyyn, kertoo tuore tutkimus. Malliratkaisu antaa ohjeita turvallisiin työjärjestelyihin ja suojautumiseen, joilla altistuminen jää vähäiseksi.

Materiaalia lisäävässä valmistuksessa eli 3D-tulostuksessa tuote valmistuu automaattisesti tietokonemallin pohjalta. Metallien 3D-tulostustyöhön liittyy itse tulostuksen lisäksi myös tulostusjauheen käsittelyä kuten siivilöintiä sekä jälkikäsittely- ja ylläpitotöitä. Tulostustöissä hengitysilmaan vapautuu hiukkasia, jotka voivat kulkeutua elimistöön ja olla haitallisia terveydelle.

Metallien 3D-tulostuksessa tulostuksen aikaiset hiukkaspitoisuudet ovat pääsääntöisesti matalia ja samalla tasolla kuin toimistoilmassa, kun taas suurin altistumisriski liittyy valmiiden tuotteiden jälkikäsittelyyn. Jälkikäsittelytöitä ovat esimerkiksi tuotteiden sahaus ja hionta.

– Jälkikäsittelyn aikaiseen altistumisen hallintaan tulisi kiinnittää työpaikoilla enemmän huomiota. Tutkimuksessa jälkikäsittelyn aikana mitattiin paikoin korkeita pien- ja nanohiukkaspitoisuuksia, sanoo erikoistutkija Maija Leppänen Työterveyslaitoksesta.

META3D-hankkeen toteuttivat Työterveyslaitos ja Itä-Suomen yliopisto.

Metallien 3D-tulostustöissä työntekijän on tärkeää suojautua hyvin, jolloin hiukkasaltistuminen jää vähäiseksi.

Turvallista suojautumalla

Työntekijöiden kokonaismetallialtistuminen oli tutkimuksessa biomonitorointinäytteiden perusteella matalaa, vaikka metalleja havaittiin sekä ilmasta että työntekijöiden iholta, joissain tapauksissa merkittävinä pitoisuuksina.

Tutkimuksessa ei myöskään havaittu merkkejä työperäiseen altistumiseen liittyvästä keuhkojen tulehdusreaktiosta. Työntekijät käyttivät 3D-tulostustöiden aikana henkilösuojaimia, mikä vähensi altistumista.

– Vaikka metallien 3D-tulostustöissä on altistumisvaara, suojautumisella ja oikeilla työtavoilla voidaan altistumista vähentää niin, että kehon sisäinen metallialtistuminen jää vähäiseksi, Maija Leppänen sanoo.

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

Ohjeita turvallisiin työtapoihin

Tutkimushankkeessa tehty malliratkaisu metallien 3D-tulostustöihin antaa ohjeita altistumisen hallintaan, työjärjestelyihin ja henkilösuojainten valintaan. 3D-tulostusta tekevät työpaikat voivat hyödyntää malliratkaisua työntekijöiden altistumisen vähentämisessä sekä työympäristöjen ja prosessien kehittämisessä.

Malliratkaisussa ohjeistetaan erottamaan tulostus, jauheen käsittely ja jälkikäsittely selkeästi toisistaan tilasuunnittelussa. Kohdepoistojen käyttö ja ilmanvaihdon tehostaminen jälkikäsittelyvaiheissa vähentävät hiukkasten leviämistä. Malliratkaisu on saatavilla Työterveyslaitoksen verkkosivuilla.

Työsuojelurahaston rahoittama META3D-hanke oli ensimmäinen näin laajasti suomalaisiin työpaikkoihin kohdistettu tutkimus metallien 3D-tulostustöiden työhygieniasta. Mukana oli merkittävä osa kotimaisista 3D-tulostusalan toimijoista, ja voidaan todeta, että Suomessa alan työturvallisuuden taso on hyvä. Altistumisen hallintaan on kiinnitetty työpaikoilla huomiota, ja käytössä on jo monia sekä teknisesti että myös käytännössä toimivia ratkaisuja.

DIMECCin johtama FAME-ekosysteemi (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) tukee tutkimuksen viestintää ja tulosten jalkauttamista alan toimijoille.

MAIJA LEPPÄNEN, TYÖTERVEYSLAITOS

ANTTI KARJALAINEN, ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO

KAISA KAUKOVIRTA, DIMECC