Für automatisierte Kunststoffschleifprozesse eignen sich in den meisten Fällen Entstauber der CF-Serie mit Trockenfilterung und einer Filterkombination aus Vorfilter und Schwebstofffilter der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822. Die Staubklasse des Geräts richtet sich nach DIN EN IEC 60335-2-69. Ob Trocken- oder Nassabscheidung zum Einsatz kommt, hängt vom Werkstoff, der Staubcharakteristik und der Brandlast ab. Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen zur Auslegung einer Absauganlage für Kunststoffbearbeitung Schritt für Schritt.
Welche Schadstoffe entstehen beim automatisierten Kunststoffschleifen?
Beim automatisierten Schleifen von Kunststoffen entstehen vor allem Feinstaub und Ultrafeinstaub, der tief in die Atemwege eindringen kann. Je nach Werkstoff kommen flüchtige organische Verbindungen (VOC), Faserstäube bei glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen sowie Additive und Füllstoffe als Schadstoffe hinzu. Die genaue Schadstoffzusammensetzung richtet sich nach dem verarbeiteten Kunststoff und den Prozessparametern.
Thermoplaste wie Polyamid, ABS, PP oder PE setzen beim Schleifen vor allem Feinstaub frei. Bei höheren Schleiftemperaturen können zusätzlich Thermodämpfe entstehen, die als VOC in die Hallenluft übergehen. Duroplaste wie Epoxidharz oder Phenolharz erzeugen dagegen häufig feinen, reaktiven Staub, der als gesundheitsschädlich oder krebserzeugend eingestuft sein kann.
Besonders kritisch sind faserverstärkte Kunststoffe:
- GFK (glasfaserverstärkte Kunststoffe): Freisetzung von Glasfaserstäuben mit lungengängigen Fasern
- CFK (kohlefaserverstärkte Kunststoffe): Freisetzung von Kohlenstofffasern, die elektrisch leitfähig sind und Maschinen sowie Elektronik schädigen können
- Gefüllte Kunststoffe mit Talkum, Kreide oder Glasmehl: Erhöhte Feinstaubbelastung durch mineralische Füllstoffe
Für die Gefährdungsbeurteilung ist entscheidend, ob Schadstoffe einen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) nach TRGS 900 unterschreiten oder ob krebserzeugende Stoffe freigesetzt werden. Letzteres verlangt nach TRGS 910 und GefStoffV eine besonders strenge Schutzmaßnahme.
Warum stellt automatisiertes Schleifen besondere Anforderungen an die Absaugung?
Automatisierte Kunststoffschleifprozesse erzeugen kontinuierlich und in gleichbleibend hoher Konzentration Staub, weil Maschinen ohne Pausen arbeiten. Die Absauganlage muss deshalb dauerhaft auf den maximalen Volumenstrom ausgelegt sein, den die Anlage im Betrieb erzeugt. Manuelle Prozesse erlauben Pausen; Roboter und CNC-Maschinen nicht.
Hinzu kommt die räumliche Situation: Automatisierte Schleifzellen sind oft eingehaust oder in Schutzgitter integriert. Die Erfassungselemente müssen direkt an der Maschine oder der Einhausung angebracht sein, damit der Staub nicht in die Halle gelangt. Nachträgliche Korrekturen an der Erfassung sind bei verketteten Anlagen aufwendig und teuer.
Weitere Besonderheiten automatisierter Prozesse:
- Gleichbleibend hohe Staubkonzentration ohne natürliche Unterbrechungen
- Elektrostatische Aufladung von Kunststoffstäuben, die Filtermedien verstopfen oder Funken erzeugen kann
- Wechselnde Werkstücke oder Materialien in flexiblen Fertigungszellen
- Hohe Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit, da Stillstand der Absauganlage den Produktionsprozess stoppt
- Mögliche ATEX-Relevanz bei bestimmten Kunststoffstäuben mit niedrigen Zündtemperaturen
Der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) beschreibt das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen und spielt bei automatisierten Anlagen mit mehreren Bearbeitungsstationen eine wichtige Rolle. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Dieser Faktor sollte jedoch immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Welche Absaugsysteme eignen sich für Kunststoffstaub?
Für trockenen, nicht klebrigen Kunststoffstaub sind Entstauber mit Trockenfilterung die Standardlösung. Bei klebrigen, hygroskopischen oder elektrostatisch stark aufladbaren Stäuben sind Nassabscheider eine mögliche Option. Die Eignung ist dabei anwendungsbezogen zu prüfen. Die Wahl der Absauganlage hängt von den Staubeigenschaften, der Brandlast und den Anforderungen an die Filterstandzeit ab.
Trockenfilter-Entstauber (CF-Serie)
Entstauber mit Patronen- oder Taschenfiltern sind für die meisten trockenen Kunststoffstäube geeignet. Sie arbeiten mit Druckluft-Abreinigung und sind wartungsarm. Bei krebserzeugenden Stäuben oder sehr feinen Partikeln wird eine mehrstufige Filtration mit Schwebstofffilter der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822 eingesetzt. Die Staubklasse des Geräts nach DIN EN IEC 60335-2-69 richtet sich nach dem AGW des abzusaugenden Staubs: Staubklasse L bei AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³, Staubklasse H unter 0,1 mg/m³.
Nassabscheider (WE-Serie)
Nassabscheider kommen in Betracht, wenn Kunststoffstaub klebrig ist, zur elektrostatischen Aufladung neigt oder reaktiv ist. Sie binden den Staub in Wasser und können so Filterverblockung reduzieren. Typische Anwendungsfälle sind Schleifprozesse an Duroplasten mit reaktiven Harzen oder an Kunststoffen mit hohem Anteil an Füllstoffen, die zur Agglomeration neigen. Zu beachten ist, dass bei bestimmten Stäuben in Verbindung mit Wasser Wasserstoff entstehen kann; die erforderlichen Schutzmaßnahmen sind anwendungsbezogen zu prüfen und festzulegen. Nassabscheider vermeiden im Abscheider eine Staubwolke, ersetzen aber kein Explosionsschutzkonzept.
Wie wird die richtige Filterkombination für Kunststoffstaub ausgewählt?
Die Filterkombination für Kunststoffstaub wird auf Basis der Gefährdungsbeurteilung, des AGW des Staubs und der Partikelgröße ausgewählt. Maßgeblich sind GefStoffV, TRGS 504 und TRGS 900. Für nicht krebserzeugende Stäube mit AGW über 1 mg/m³ genügt oft ein Vorfilter mit Hauptfilter der Staubklasse M. Bei krebserzeugenden Stäuben ist eine Filterkombination mit Schwebstoffstufe H erforderlich.
Die Filterauswahl folgt einem klaren Prozess:
- Schadstoffanalyse: Welcher Werkstoff wird geschliffen? Welche Inhaltsstoffe, Additive oder Füllstoffe enthält er?
- AGW-Ermittlung: Welchen Arbeitsplatzgrenzwert hat der entstehende Staub nach TRGS 900?
- Staubklasse festlegen: L, M oder H nach DIN EN IEC 60335-2-69
- Filterstufenkonzept: Vorfilter zur Grobabscheidung, Hauptfilter zur Feinabscheidung, ggf. Schwebstofffilter H13/H14 nach DIN EN 1822 als dritte Stufe
- VOC-Prüfung: Entstehen zusätzlich Dämpfe oder VOC, ist nach der Partikelabscheidung eine Gasphasenbehandlung, z. B. mit Aktivkohle, zu prüfen
Wichtig: Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Bei Gemischen aus Staub und Dämpfen muss zuerst die Partikelabscheidung und danach die Gasphasenbehandlung erfolgen. Eine umgekehrte Reihenfolge verstopft die Aktivkohle vorzeitig und macht sie wirkungslos.
Für die Auswahl geeigneter Filtersysteme ist die Kenntnis des Werkstoffs und seiner Verarbeitungstemperatur entscheidend. Wer den Kunststoff und seine Additive kennt, kann die Filterkombination sicher festlegen.
Wann ist eine zentrale Absauganlage besser als dezentrale Geräte?
Eine zentrale Absauganlage ist besser als dezentrale Geräte, wenn mehrere Schleifmaschinen oder Bearbeitungszellen gleichzeitig betrieben werden und ein gemeinsames Rohrleitungssystem wirtschaftlich sinnvoll ist. Ab etwa drei bis vier dauerhaft betriebenen Bearbeitungsplätzen rechnet sich die zentrale Lösung in der Regel. Dezentrale Geräte eignen sich für einzelne Maschinen oder wechselnde Standorte.
Vorteile einer zentralen Absauganlage bei automatisierten Kunststoffschleifprozessen:
- Geringerer Platzbedarf an der Maschine, da die Filtereinheit zentral aufgestellt wird
- Einheitliche Filterwartung an einem Punkt statt an vielen Einzelgeräten
- Nutzung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) zur wirtschaftlichen Auslegung
- Möglichkeit zur Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung
- Bessere Überwachung der Absaugleistung durch zentrale Sensorik
Dezentrale Geräte haben dagegen Vorteile bei flexiblen Fertigungskonzepten, bei denen Maschinen umgestellt werden, oder wenn die Schleifprozesse zeitlich versetzt laufen und keine dauerhafte Gleichzeitigkeit besteht. Auch bei sehr unterschiedlichen Stäuben an verschiedenen Maschinen kann eine dezentrale Lösung sinnvoll sein, um Filterkontamination zu vermeiden.
Bei ATEX-pflichtigen Bereichen ist unabhängig von der Topologie sicherzustellen, dass die Absauganlage für die jeweilige Staubzone ausgelegt ist. Zone 20 gilt bei ständig vorhandener explosionsfähiger Staubatmosphäre, Zone 21 bei gelegentlichem Auftreten im Normalbetrieb, Zone 22 bei seltenem und kurzem Auftreten. Staubzonen und Gaszonen dürfen bei der Einstufung nicht vermischt werden.
Mehr zur Planung einer zentralen Absauganlage finden Sie in unserem Produktbereich.
Welche Normen und Vorschriften gelten für die Absaugung von Kunststoffstaub?
Für die Absaugung von Kunststoffstaub aus Schleifprozessen gelten in erster Linie die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), TRGS 504 und TRGS 900. Die Staubklassen L, M und H für Entstauber richten sich nach DIN EN IEC 60335-2-69. DIN EN ISO 21904 gilt ausschließlich für Schweißrauchabsauggeräte und ist für Kunststoffschleifstaub nicht anwendbar.
Die relevanten Regelwerke im Überblick:
- GefStoffV: Grundlage für den Umgang mit Gefahrstoffen am Arbeitsplatz, einschließlich der Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV
- TRGS 900: Arbeitsplatzgrenzwerte für Gefahrstoffe, Grundlage für die Staubklasseneinstufung der Geräte nach DIN EN IEC 60335-2-69
- TRGS 504: Exposition gegenüber Stäuben, Schutzmaßnahmen und Messverfahren
- DIN EN IEC 60335-2-69: Geräteklassen L, M und H für Entstauber und Industriesauger
- GefStoffV Anhang I Nr. 1.7: Zoneneinteilung für explosionsfähige Staubatmosphären (ATEX)
Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist der gesetzlich vorgeschriebene Ausgangspunkt jeder Schutzmaßnahme. Sie legt fest, welche Stäube entstehen, in welcher Konzentration und welche technischen Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Ohne eine dokumentierte Gefährdungsbeurteilung fehlt die Grundlage für die Geräte- und Filterauswahl.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt. Bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung sind TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV maßgeblich. Informationen zu Wartung und Prüfung von Absauganlagen helfen dabei, die Konformität dauerhaft sicherzustellen.
Wie ULMATEC bei der Absaugung automatisierter Kunststoffschleifprozesse hilft
ULMATEC analysiert 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.
Konkret bedeutet das für automatisierte Kunststoffschleifprozesse:
- Staubanalyse und Ermittlung der zutreffenden Staubklasse nach DIN EN IEC 60335-2-69 auf Basis der Gefährdungsbeurteilung
- Auslegung der Absauganlage unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) für wirtschaftliche Dimensionierung
- Auswahl der richtigen Filterkombination aus Trockenfilter, Schwebstofffilter H13/H14 nach DIN EN 1822 oder Nassabscheider je nach Werkstoff und Staubeigenschaft
- ATEX-konforme Ausführung bei explosionsfähigen Kunststoffstäuben
- Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung für energieeffiziente Prozesse
- Technische Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung und Nachweispflichten gegenüber der Berufsgenossenschaft
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