Für das Mikrofräsen von Metallteilen eignen sich Trockenfilteranlagen mit Hochleistungs-HEPA-Filterstufen sowie Ölnebelabscheider, je nach eingesetztem Kühlschmierstoff. Entscheidend ist die Kombination aus präziser Erfassung direkt an der Maschine, mehrstufiger Filtration und ausreichendem Volumenstrom. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur Absaugtechnik beim Mikrofräsen von Metall.
Welche Schadstoffe entstehen beim Mikrofräsen von Metall?
Beim Mikrofräsen von Metall entstehen vor allem Feinstaub und Ultrafeinstaub, Ölnebel sowie metallische Aerosole. Die Partikelgröße liegt häufig unter 1 µm, was eine besonders hohe Lungengängigkeit bedeutet. Je nach Werkstoff und Kühlschmierstoff kommen weitere Schadstoffe hinzu.
Typische Herausforderung: Die Partikel beim Mikrofräsen sind deutlich kleiner als bei konventionellen Fräsprozessen. Werkzeuge mit sehr kleinen Durchmessern erzeugen beim Zerspanen von Stahl, Aluminium oder Titan extrem feine Späne und Staubpartikel. Diese Partikel verbleiben lange in der Raumluft und werden tief in die Lunge eingeatmet.
- Metallstaub: Feinste Späne und Schleifpartikel aus Stahl, Aluminium, Titan oder Kupfer
- Ölnebel: Entsteht durch den Einsatz von Kühlschmierstoffen, insbesondere bei Minimalmengen-Schmierung (MMS)
- Metallische Aerosole: Ultrafeine Partikel unter 0,1 µm, die durch thermische Einwirkung entstehen können
- VOC: Lösemitteldämpfe aus Kühlschmierstoffen oder Reinigungsmitteln
Bei Werkstoffen wie Aluminium oder Titan ist zusätzlich die Explosionsgefahr durch reaktive Stäube zu berücksichtigen. Die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung ergibt sich aus § 6 GefStoffV. Die Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für die Auswahl der richtigen Filtersysteme und Absauganlagen.
Welche Absaugtechnik eignet sich am besten für Feinstaub aus dem Mikrofräsen?
Für die Absaugung von Feinstaub beim Mikrofräsen eignen sich Trockenfilteranlagen mit mehrstufiger Filtration, bestehend aus Vorfilter, Hauptfilter und HEPA-Endstufe. Partikel unter 1 µm werden erst durch HEPA-Filter der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822 zuverlässig abgeschieden. Eine einstufige Filtration reicht für diese Partikelgröße nicht aus.
Die Erfassung des Feinstaubs direkt an der Entstehungsquelle ist entscheidend. Je näher die Absaughaube oder Erfassungseinrichtung an der Frässpindel positioniert ist, desto geringer ist der erforderliche Volumenstrom und desto höher ist die Abscheideeffizienz. Offene Auffangbehälter oder raumluftbasierte Lösungen sind für Ultrafeinstaub aus dem Mikrofräsen nicht geeignet.
Filterstufenkonzept für Mikrofräsanwendungen
Ein bewährtes Stufenkonzept für die Absaugung von Frässtaub aus der Metallbearbeitung umfasst:
- Vorfilter: Abscheidung grober Partikel und Schutz der Folgefiltration
- Hauptfilter: Abscheidung des Großteils der Feinstaubfraktion
- HEPA-Endstufe (H13 oder H14): Abscheidung von Partikeln ab 0,3 µm mit Wirkungsgrad über 99,95 %
Reaktive Stäube: Nassabscheider als Option
Bei reaktiven Metallstäuben aus Aluminium oder Magnesium ist Nassabscheidung ein regelwerksseitig vorgesehenes Verfahren. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen. Nassabscheider binden den Staub. Bei Aluminium und Magnesium kann dabei Wasserstoff entstehen, der ab einem Volumenanteil von etwa 4 % mit Luft explosionsfähig ist – auch im Stillstand. Die Wasserstoffgefahr muss durch eine geeignete Auslegung beherrscht werden. Dazu gehören Entlüftungsöffnungen am Abscheider, ein Luftwechsel am Aufstellungsort von mindestens 1/h auch im Stillstand sowie durchgehender Potenzialausgleich. Maßgeblich sind die für die Anwendung einschlägigen Anforderungen, insbesondere DGUV Regel 109-001 und DGUV Information 209-090. Bei Titan ist die Eignung gesondert anwendungsbezogen zu prüfen.
Wie wird Ölnebel beim Mikrofräsen effektiv abgeschieden?
Ölnebel aus dem Mikrofräsen wird durch Ölnebelabscheider mit Koaleszenzfiltern oder Elektroabscheidern effektiv aus der Luft entfernt. Koaleszenzfilter sammeln feine Öltröpfchen, die sich zu größeren Tropfen vereinen und ablaufen. Für sehr feine Ölaerosole unter 1 µm sind elektrostatische Abscheider die wirksamere Technologie.
Bei der Minimalmengen-Schmierung (MMS), die beim Mikrofräsen häufig eingesetzt wird, entstehen besonders feine Ölaerosole. Diese sind mit Standard-Taschenfiltern kaum zu erfassen. Ein Ölnebelabscheider muss daher auf den spezifischen Kühlschmierstoff, den Volumenstrom und die Aerosolkonzentration ausgelegt sein.
Wichtig: Ölnebel und Metallstaub entstehen beim Mikrofräsen oft gleichzeitig. In diesem Fall ist eine Kombination aus Ölnebelabscheider und Partikelfilter erforderlich. Beide Schadstoffe in einem einzigen Filtersystem zu behandeln, erfordert eine sorgfältige Auslegung der Filterkombination, da Öl die Filterwirkung von Trockenfiltern beeinträchtigen kann.
Welche Normen und Vorschriften gelten für die Absaugung beim Metallbearbeiten?
Für die Absaugung bei der Metallbearbeitung gelten in Deutschland vor allem die TRGS 900 (Arbeitsplatzgrenzwerte), die DGUV Regel 109-002 sowie die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV). Die Grenzwerte für einatembare und alveolengängige Staubfraktionen sind in der TRGS 900 verbindlich festgelegt.
- TRGS 900: Allgemeiner Staubgrenzwert: 10 mg/m³ (einatembar, E-Fraktion), 1,25 mg/m³ (alveolengängig, A-Fraktion)
- DGUV Regel 109-002: Anforderungen an Absauganlagen bei der Metallbearbeitung
- DIN EN ISO 21904: Abscheideklasse W1/W2/W3 für Absauggeräte bei schweißtechnischen Arbeiten
- ATEX-Richtlinie (2014/34/EU): Gilt bei explosionsfähigen Stäuben aus reaktiven Metallen
- BetrSichV: Verpflichtung zur regelmäßigen Prüfung und Wartung der Absauganlagen
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung ergibt sich aus § 6 GefStoffV. Sie muss dokumentiert vorliegen und ist die Grundlage jeder Entscheidung über Geräte- und Filterauswahl. Weitere Informationen zu möglichen Anwendungen in der Metallbearbeitung helfen bei der Einordnung der eigenen Prozesse.
Welche Absaugleistung braucht eine Mikrofräsmaschine?
Eine Mikrofräsmaschine benötigt je nach Maschinengröße, Bearbeitungsraum und Erfassungskonzept typischerweise einen Volumenstrom zwischen 300 und 2.000 m³/h. Die genaue Auslegung hängt von der Erfassungsgeometrie, dem Unterdruck an der Erfassungsstelle und dem Druckverlust der Filterstufen ab. Eine pauschale Empfehlung ohne Prozessanalyse ist nicht sinnvoll.
Für die Auslegung der Absauganlage sind folgende Parameter relevant:
- Erfassungsgeschwindigkeit: An der Erfassungsöffnung sind in der Regel mindestens 0,5 bis 1,0 m/s erforderlich, um Partikel sicher zu erfassen
- Transportgeschwindigkeit im Kanal: Mindestens 15 bis 20 m/s, um Ablagerungen im Rohrsystem zu verhindern
- Druckverlust der Filteranlage: Beeinflusst die Auslegung des Ventilators direkt
- Anzahl der gleichzeitig betriebenen Maschinen: Bei zentralen Absauganlagen entscheidend für den Gesamtvolumenstrom
Bei mehreren Mikrofräsmaschinen in einer Halle kann eine zentrale Absauganlage wirtschaftlicher sein als dezentrale Einzelgeräte. Zentrale Systeme lassen sich auf große Luftvolumen auslegen und bieten Vorteile bei Wartung, Filterüberwachung und Energieeffizienz.
Lässt sich Absaugtechnik mit Wärmerückgewinnung beim Mikrofräsen kombinieren?
Ja, Absaugtechnik für das Mikrofräsen lässt sich mit Wärmerückgewinnung kombinieren. Die gereinigte Abluft wird dabei über einen Wärmetauscher geführt, der die Wärmeenergie zurückgewinnt und dem Hallenbereich wieder zuführt. Voraussetzung ist, dass die Filteranlage die geltenden Reinhalteanforderungen sicher erfüllt, bevor die Luft in den Arbeitsbereich zurückgeführt wird.
Für Betreiber in der Präzisionsfertigung, die Heizkosten senken und gleichzeitig die Luftqualität am Arbeitsplatz verbessern wollen, ist die Kombination aus Absaugung, Filtration und Wärmerückgewinnung eine technisch sinnvolle Option. Entscheidend ist, dass die Rückführluft den Anforderungen der TRGS 900 und der DGUV-Vorschriften entspricht. Ist dies nicht sicher gewährleistet, muss die Abluft nach außen geführt werden.
Moderne Absauganlagen erlauben außerdem die Integration in übergeordnete Hallenlüftungssysteme. Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung lassen sich so in einem System zusammenführen, was den Energieverbrauch messbar reduziert. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Lösung hängt von der Betriebsstundenzahl, dem Volumenstrom und den lokalen Energiepreisen ab.
So unterstützt ULMATEC bei der Absaugtechnik für das Mikrofräsen
Für Betreiber in der Präzisionsfertigung und Metallbearbeitung, die eine normkonforme und prozesssichere Absaugung für ihre Mikrofräsmaschinen benötigen, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
- Auslegung der Absauganlage auf Basis von Gefährdungsbeurteilung und Prozessparametern
- Mehrstufige Filtersysteme mit HEPA-Endstufen für Partikel unter 1 µm
- Ölnebelabscheider für MMS-Prozesse und Kühlschmierstoffaerosole
- Nassabscheider für reaktive Metallstäube aus Aluminium und Magnesium – mit den erforderlichen anwendungsbezogenen Schutzmaßnahmen, insbesondere zur Beherrschung der Wasserstoffbildung
- Zentrale Absauganlagen bis 250.000 m³/h, skalierbar nach Bedarf
- Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung auf Wunsch
- Lieferung inklusive technischer Dokumentation und normkonformer Ausführung
- Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
Nehmen Sie Kontakt auf und schildern Sie uns Ihre Anwendung. Wir analysieren Ihren Prozess und legen die passende Absauganlage für Ihre Mikrofräsmaschinen aus. Einen umfassenden Überblick über das gesamte Spektrum an Absauganlagen von ULMATEC finden Sie auf unserer Produktseite. Jetzt Anfrage stellen und einen Beratungstermin vereinbaren.