Für das Laserschneiden von Kunststoff eignet sich eine mehrstufige Absauganlage mit Partikelfilter und Aktivkohlestufe. Der Prozess erzeugt gleichzeitig Feinstaub, kondensierte Aerosole und flüchtige organische Verbindungen (VOC), die eine kombinierte Filtration erfordern. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zur Auslegung, Filtertechnik, Normenlage und Förderfähigkeit.
Welche Schadstoffe entstehen beim Laserschneiden von Kunststoff?
Beim Laserschneiden von Kunststoff entstehen drei Schadstoffklassen gleichzeitig: Feinstaub und Partikel aus der thermischen Zersetzung des Materials, kondensierte Aerosole aus abgekühlten Dampfphasen sowie flüchtige organische Verbindungen (VOC). Welche Stoffe konkret freigesetzt werden, hängt vom Kunststofftyp ab. Die Zusammensetzung des Emissionsgemischs ist deshalb prozess- und materialspezifisch.
Der Laserstrahl erhitzt das Kunststoffmaterial lokal auf sehr hohe Temperaturen. Dabei pyrolysiert das Polymer, das heißt, es zerfällt thermisch in kleinere Moleküle. Diese Pyrolyseprodukte kondensieren teilweise sofort zu feinen Partikeln und Aerosolen, während ein anderer Teil als Dampf in der Raumluft verbleibt.
Materialabhängige Emissionen
PVC setzt beim Laserschneiden Chlorwasserstoff (HCl) frei, der stark reizend auf die Atemwege wirkt. ABS und styrolhaltige Kunststoffe emittieren Styrol und Benzol. Polyamid (PA) erzeugt Caprolactam-Dämpfe. Acrylglas (PMMA) gibt Methylmethacrylat (MMA) ab. Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) bilden aliphatische Kohlenwasserstoffe.
Partikelgröße und Gesundheitsrelevanz
Ein erheblicher Anteil der beim Laserschneiden entstehenden Partikel liegt im ultrafeinen Bereich unter einem Mikrometer. Diese Partikel dringen tief in die Atemwege ein und sind lungengängig. Einige Kunststoffstäube und ihre Pyrolyseprodukte gelten nach den einschlägigen Technischen Regeln für Gefahrstoffe als krebserzeugend oder krebsverdächtig. Die Emissionen bei der Kunststoffbearbeitung sind deshalb grundsätzlich als Gefahrstoffe zu behandeln und zu erfassen.
Welche Absaugmethoden eignen sich für Laserschneidanlagen?
Für Laserschneidanlagen eignen sich zwei grundlegende Absaugprinzipien: die Direktabsaugung innerhalb der Laserschneidkabine sowie eine externe Absauganlage, die den Abluftstrom der Maschine aufnimmt. In der Praxis werden beide Ansätze kombiniert. Die Wahl der Methode richtet sich nach Maschinentyp, Durchsatz und den zu verarbeitenden Kunststoffen.
Interne Maschinenabsaugung
Moderne Laserschneidmaschinen verfügen über einen integrierten Absaugstutzen. Dieser erfasst die Emissionen direkt am Entstehungsort, bevor sie in die Hallenluft gelangen. Voraussetzung ist ein ausreichend dimensionierter Volumenstrom, der den Schneidtisch vollständig abdeckt. Die interne Absaugung ist die effektivste Erfassungsmethode, weil sie Emissionen an der Quelle bindet.
Externe stationäre Absauganlage
Die externe Absauganlage übernimmt die Filtration des abgesaugten Luftstroms. Sie ist dem internen Absaugstutzen der Maschine nachgeschaltet. Bei mehreren Laserschneidmaschinen in einer Produktionshalle lässt sich eine zentrale Absauganlage einsetzen, die alle Maschinen gemeinsam versorgt. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren.
Mobile Absauganlagen eignen sich für einzelne Laserarbeitsplätze oder für den flexiblen Einsatz in Betrieben mit wechselnden Anforderungen. Mobile Absauglösungen sind schnell einsatzbereit, aber in der Filterkapazität begrenzt.
Welche Filter werden für Kunststoff-Laserdämpfe benötigt?
Für Kunststoff-Laserdämpfe ist eine mehrstufige Filtration erforderlich: zuerst ein Vorfilter zur Grobpartikelabscheidung, dann ein Hochleistungspartikelfilter der Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69 und abschließend eine Aktivkohlestufe zur Adsorption der gasförmigen VOC-Anteile. Die Reihenfolge ist technisch zwingend: Partikelabscheidung immer vor der Gasphasenbehandlung.
Für Geräte der Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69 gilt ein maximaler Durchlassgrad von 0,005 %. Die Staubklasse bewertet dabei das Gerät, nicht allein das Filtermedium. In der Praxis wird dieser Gerätewert häufig über Filtermedien der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822 erreicht; die Staubklasse selbst schreibt jedoch keine bestimmte Filtermedienklasse vor. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen.
Wichtig: Die Abscheideklassen W1, W2 und W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauch und sind für Kunststoff-Laserdämpfe nicht anwendbar. Für krebserzeugende Kunststoffstäube und Pyrolyseprodukte aus Laserbearbeitungsprozessen sind die Anforderungen nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) sowie TRGS 504 und die einschlägigen DGUV-Regelwerke maßgeblich.
Die Aktivkohleschicht muss auf die spezifischen VOC-Komponenten des verarbeiteten Kunststoffs abgestimmt sein. Aktivkohle wirkt gegen die Gasphase, nicht gegen Partikel. Bei Gemischen aus Staub und Dampf, wie sie beim Laserschneiden typisch sind, muss deshalb die Partikelabscheidung immer zuerst erfolgen, damit die Aktivkohle nicht durch Staubbeladung vorzeitig erschöpft wird.
Welche Normen und Grenzwerte gelten für die Absaugung beim Laserschneiden?
Für die Absaugung beim Laserschneiden von Kunststoff gelten die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900 sowie TRGS 504 für krebserzeugende Stäube. TRGS 900 enthält Arbeitsplatzgrenzwerte. Die Staubklassen L, M und H sind Geräteeinstufungen nach DIN EN IEC 60335-2-69. Die Staubklasse des eingesetzten Entstaubers richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des jeweiligen Schadstoffs: Staubklasse L bei AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H bei AGW unter 0,1 mg/m³ oder bei krebserzeugenden Stäuben.
Für Kunststoffstäube und Pyrolyseprodukte aus Laserbearbeitungsprozessen gelten TRGS 900 und TRGS 504. TRGS 528 betrifft ausschließlich schweißtechnische Arbeiten und ist hier nicht einschlägig. Lösemittelgrenzwerte für spezifische VOC-Komponenten wie Styrol (AGW 86 mg/m³ beziehungsweise 20 ppm) oder MMA sind in TRGS 900 gelistet; für die konkrete Anwendung sollten die dort genannten Arbeitsplatzgrenzwerte herangezogen werden.
Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV bildet die Grundlage jeder Geräte- und Filterauswahl. Sie muss den verarbeiteten Kunststofftyp, den Prozess und die entstehenden Emissionen konkret benennen. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Zuordnungen für typische Werkstoffe beim Laserschneiden:
- Thermoplaste (PP, PE, PA, ABS): Pyrolyserauch und VOC; GefStoffV, TRGS 900, TRGS 504; Staubklasse M oder H je nach AGW
- PVC: Chlorwasserstoff (HCl) und Feinstaub; GefStoffV, TRGS 900; Staubklasse H, Sonderfilter für HCl
- PMMA (Acrylglas): MMA-Dämpfe und Feinstaub; GefStoffV, TRGS 900; Staubklasse H mit Aktivkohle
- GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff): Kunstharzstaub und Fasern; GefStoffV, TRGS 504; Staubklasse H
Wie groß muss eine Absauganlage für Laserschneidmaschinen sein?
Die erforderliche Anlagengröße für eine Absauganlage an Laserschneidmaschinen ergibt sich aus dem Volumenstrom, den die Maschine(n) benötigen, multipliziert mit einem Sicherheitszuschlag für Leckluft und Druckverlust. Als Ausgangspunkt dient der vom Maschinenhersteller angegebene Absaugvolumenstrom, typischerweise zwischen 800 und mehreren tausend m³/h je nach Schneidtischgröße und Laserleistung.
Bei mehreren Laserschneidmaschinen an einer zentralen Absauganlage lässt sich der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) nutzen. Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl aller Absaugstellen. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren.
Für die Auslegung sind außerdem die Rohrleitungslängen, Druckverluste in der Rohrführung und die Filterbeladung zu berücksichtigen. Ein zu gering dimensionierter Volumenstrom führt zu unvollständiger Erfassung der Emissionen am Schneidtisch. Die Absauganlagen müssen deshalb auf Basis einer vollständigen Anlagenberechnung ausgelegt werden, nicht nach Faustformeln.
Sind Absauganlagen für Laserschneidanlagen förderfähig?
Absauganlagen für Laserschneidmaschinen können grundsätzlich förderfähig sein, wenn sie nachweislich dem Arbeitsschutz oder der Energieeffizienz dienen. Tatsächlich gewährte Förderungen hängen von den jeweils geltenden Programmbedingungen und einer individuellen Prüfung ab. Förderprogramme von BAFA und KfW kommen grundsätzlich in Betracht, wenn die Anlage energieeffiziente Komponenten oder Wärmerückgewinnung umfasst.
Absauganlagen, die Luftreinhaltung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung kombinieren, können über mehrere Fördertöpfe gleichzeitig anrechenbar sein. Förderanträge müssen in der Regel vor Auftragsvergabe gestellt werden.
Berufsgenossenschaften und Arbeitsschutzbehörden fördern oder bezuschussen in bestimmten Fällen Maßnahmen zur Gefahrstoffminderung am Arbeitsplatz. Welche Programme im konkreten Fall anwendbar sind, sollte frühzeitig mit dem Fördermittelberater oder direkt mit der zuständigen Berufsgenossenschaft geklärt werden.
Wie ULMATEC bei der Absaugung für Laserschneidanlagen unterstützt
Für Betreiber von Laserschneidanlagen, die Kunststoffe verarbeiten und die Anforderungen aus GefStoffV, TRGS 900 und TRGS 504 erfüllen müssen, analysieren wir den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
Konkret bedeutet das:
- Prozessanalyse: Wir ermitteln die entstehenden Schadstoffe auf Basis des verarbeiteten Kunststoffs und des Laserprozesses
- Filterauslegung: Wir wählen die passende Kombination aus Vorfilter, Partikelfilter der Staubklasse H und Aktivkohleschicht, abgestimmt auf die spezifischen VOC-Komponenten
- Anlagenauslegung: Wir berechnen den erforderlichen Volumenstrom unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors für Mehrmaschinenanlagen
- Normkonformität: Wir liefern vollständige technische Dokumentation als Grundlage für die Gefährdungsbeurteilung und eventuelle Förderanträge
- Förderfähigkeit: Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
Nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf und schildern Sie Ihren Prozess. Wir beraten Sie konkret zur richtigen Absauganlage für Ihre Laserschneidmaschine.
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