Für die Bearbeitung glasfaserverstärkter Kunststoffe (GFK) ist eine Absauganlage mit Staubklasse H erforderlich, die Feinstpartikel zuverlässig aus der Atemluft entfernt. GFK-Staub enthält lungengängige Glasfaserfragmente und kann je nach Harz krebserzeugende Bestandteile freisetzen. Die folgenden Abschnitte klären, welche Gesundheitsrisiken konkret entstehen, welche Filterstufe nötig ist und welche Anlagentypen für die GFK-Verarbeitung geeignet sind.
Welche Gesundheitsrisiken entstehen bei der GFK-Bearbeitung?
Bei der mechanischen Bearbeitung von GFK entstehen lungengängige Glasfaserfragmente sowie feine Partikel aus dem Harzanteil. Beide Fraktionen können beim Einatmen tiefe Atemwege erreichen. Besonders gefährlich sind Fasern mit einem Durchmesser unter 3 Mikrometern, da sie die Alveolen erreichen können. Hinzu kommen Stäube aus dem Duroplastanteil, die als krebserzeugend eingestuft sein können.
Konkret treten bei Sägen, Fräsen, Schleifen und Bohren von GFK folgende Schadstoffe auf:
- Glasfaserfragmente mit alveolengängiger Fraktion nach DIN EN 481 (A-Fraktion)
- Harzstaub aus duroplastischen Matrixsystemen wie Epoxidharz oder Polyesterharz
- Styrolreste bei der Verarbeitung unausgehärteter oder schlecht ausgehärteter Polyesterharze
- Feinstaub mit einem aerodynamischen Durchmesser unter 10 Mikrometern (PM10)
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV ist deshalb die Grundlage jeder Entscheidung über Absauganlage und Filterauswahl.
Welche Filterklasse ist für GFK-Staub vorgeschrieben?
Welche Staubklasse erforderlich ist, richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des jeweiligen Staubs. Die Staubklassen L, M und H sind Geräteeinstufungen nach DIN EN IEC 60335-2-69: Staubklasse L gilt bei einem AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H bei einem AGW unter 0,1 mg/m³. Da GFK-Staub krebserzeugende Harzbestandteile enthalten kann, ist in der Praxis häufig Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69 erforderlich.
Wichtig: Die Abscheideklassen W1, W2 und W3 nach DIN EN ISO 21904 gelten ausschließlich für Schweißrauch und sind auf GFK-Bearbeitungsstaub nicht anwendbar. Für Kunststoffstaub aus mechanischen Bearbeitungsprozessen sind die einschlägigen Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504, TRGS 900 und DGUV-Regeln maßgeblich.
Staubklasse H ist eine Geräteeinstufung mit einem maximalen Geräte-Durchlassgrad von 0,005 %. Die Staubklasse bewertet das Gerät, nicht allein das Filtermedium. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen.
Bei der Rückführung gereinigter Luft in die Halle gelten zusätzlich die Anforderungen der einschlägigen TRGS-Regelwerke, insbesondere TRGS 560 bei krebserzeugenden Stäuben.
Welche Absaugsysteme eignen sich für die GFK-Bearbeitung?
Für die GFK-Bearbeitung kommen grundsätzlich drei Anlagentypen in Frage: Entstauber (Trockenfilter) mit H-Klasse-Filtermedien, Nassabscheider sowie Kombinationssysteme aus Vorabscheidung und Feinfilter. Die Wahl hängt vom Prozess, dem Harzanteil und davon ab, ob gleichzeitig Lösemitteldämpfe erfasst werden müssen.
Entstauber mit Staubklasse H
Entstauber der CF-Serie eignen sich für trockene GFK-Stäube ohne nennenswerten Lösemittelanteil. Sie arbeiten mit Filterpatronen und einem nachgeschalteten Schwebstofffilter. Wichtig ist eine regelmäßige Filterabreinigung, da GFK-Fasern die Filtermedien schnell zusetzen können. Die Absauganlage muss direkt an der Entstehungsquelle ansetzen, also an der Frässpindel, dem Sägeblatt oder dem Schleifwerkzeug.
Nassabscheider
Nassabscheider sind bei klebrigen, reaktiven oder elektrostatisch aufladbaren Medien die geeignete Option. GFK-Staub kann je nach Harzanteil klebrig sein und Trockenfilter verkleben. In solchen Fällen bietet ein Nassabscheider Vorteile, weil die Partikel im Wasserfilm gebunden werden und kein Filterwechsel unter Staubbelastung stattfinden muss.
Warum sind Nassabscheider bei GFK-Anwendungen besonders geeignet?
Nassabscheider sind bei der GFK-Bearbeitung besonders geeignet, wenn der Harzanteil klebrige Stäube erzeugt, wenn elektrostatische Aufladung ein Problem darstellt oder wenn der Staub reaktiv ist. Anders als Trockenfilter verblocken Nassabscheider nicht durch klebrige Partikel, weil die Stäube direkt im Wasserfilm gebunden werden.
Weitere Vorteile im GFK-Kontext:
- Kein Filterwechsel unter Staubbelastung, was das Expositionsrisiko für Wartungspersonal reduziert
- Gleichzeitige Abscheidung von wasserlöslichen Gasanteilen möglich
- Reduziertes Brandrisiko durch Bindung der Stäube im Wasserfilm; Nassabscheider vermeiden im Abscheider eine Staubwolke, ersetzen aber kein Explosionsschutzkonzept. Die anwendungsbezogenen Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen sind gesondert zu bewerten.
- Geeignet für Prozesse mit wechselnden Materialien und variierendem Harzanteil
Zu beachten ist, dass das anfallende Abwasser als Sonderabfall eingestuft werden kann, wenn krebserzeugende Harzbestandteile enthalten sind. Die Entsorgung muss entsprechend dokumentiert werden. Für Betriebe, die ATEX-relevante Staubzonen nach GefStoffV bewerten müssen, bietet der Nassabscheider zudem den Vorteil, dass die Zündgefahr durch elektrostatische Aufladung nach TRGS 727 deutlich reduziert wird.
Kann eine Absauganlage für GFK auch Lösemitteldämpfe erfassen?
Ja, eine Absauganlage für GFK-Staub kann so ausgelegt werden, dass sie gleichzeitig Lösemitteldämpfe erfasst. Dabei gilt jedoch eine feste Reihenfolge: Zuerst muss die Partikelabscheidung erfolgen, dann die Behandlung der Gasphase. Aktivkohle wirkt gegen flüchtige organische Verbindungen (VOC), aber nicht gegen Partikel.
Bei der Verarbeitung von Polyesterharz oder Epoxidharz können Styrol, Amin-Härterkomponenten und andere flüchtige Stoffe freigesetzt werden. Für deren Grenzwerte gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte der TRGS 900. Eine kombinierte Absauganlage aus Partikelabscheider und nachgeschalteter Aktivkohlestufe erfasst beide Schadstoffgruppen in einer Anlage.
Wichtig bei der Auslegung:
- Gase und Dämpfe fallen unter die Ex-Zonen 0, 1 und 2; Stäube unter die Zonen 20, 21 und 22. Beide Systeme dürfen nicht vermischt werden.
- Bei gleichzeitigem Auftreten von brennbarem Staub und entzündlichen Dämpfen ist eine ATEX-konforme Auslegung der gesamten Anlage erforderlich.
- Die Aktivkohlestufe muss auf die spezifischen VOC-Komponenten abgestimmt sein, da unterschiedliche Adsorbentien für unterschiedliche Molekülgrößen geeignet sind.
Mehr zu den verfügbaren Anlagentypen und Filterkombinationen finden Sie in der Produktübersicht.
Wann lohnt sich eine zentrale Absauganlage für die GFK-Verarbeitung?
Eine zentrale Absauganlage lohnt sich bei der GFK-Verarbeitung ab etwa drei bis vier gleichzeitig betriebenen Bearbeitungsplätzen, wenn die Entstehungsquellen räumlich nah beieinander liegen und ein einheitlicher Schadstoff anfällt. Unterhalb dieser Schwelle sind dezentrale oder mobile Absauganlagen wirtschaftlicher.
Ein entscheidender Planungsparameter ist der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF). Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl der Absaugstellen. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Ein Betrieb mit 20 Absaugplätzen und einem GZF von 0,6 legt die Anlage realistisch für etwa 12 gleichzeitig aktive Plätze aus. Dieser Faktor sollte anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Zentrale Absauganlagen bieten in der GFK-Fertigung folgende Vorteile:
- Einheitliche Filtration für alle Arbeitsplätze, was die Normkonformität vereinfacht
- Geringerer Wartungsaufwand durch zentralen Filterstandort
- Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung aus der Abluft
- Bessere Skalierbarkeit bei wachsender Produktion
Für automatisierte oder verkettete GFK-Bearbeitungsanlagen ist die zentrale Lösung in der Regel wirtschaftlicher als mehrere dezentrale Einheiten. Die Auslegung des Volumenstroms muss dabei den Gleichzeitigkeitsfaktor, die Erfassungsgeometrie an jeder Maschine und die Rohrleitungsverluste berücksichtigen. Eine Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für die korrekte Dimensionierung.
Für mobile Lösungen, etwa bei wechselnden Einsatzorten oder kleineren Betrieben, stehen mobile Absauganlagen zur Verfügung, die flexibel eingesetzt werden können.
So unterstützt ULMATEC bei der GFK-Absaugung
Für Betriebe, die GFK mechanisch bearbeiten, 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 bieten wir für die GFK-Verarbeitung:
- Entstauber der CF-Serie von XS bis XXL mit H-Klasse-Filtermedien für trockene GFK-Stäube
- Nassabscheider der WE-Serie für klebrige, reaktive oder elektrostatisch aufladbare Stäube
- Kombinationssysteme aus Partikelabscheider und Aktivkohlestufe bei gleichzeitigem Lösemittelanfall
- ATEX-fähige Auslegung bei explosionsfähigen Staubgemischen oder brennbaren Dämpfen
- Angebot innerhalb von 24 Stunden auf Basis Ihrer Prozessangaben
- Technische Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung und BG-Prüfung
Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt. Bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung sind das TRGS 504, TRGS 900 und die GefStoffV. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
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