Belüftung am Arbeitsplatz 17.11.2021, 11:00 Uhr

Flexible Filteranlage für die Metallbearbeitung

Das Fraunhofer-Institut hat eine flexible Filteranlage entwickelt, die viele verschiedene Schadstoffe der Metallbearbeitung bindet.

Funktionen von industriellen Absauganlagen gehen über die reine Aerosolentfernung bis zu Metallstäuben. In der Anlage sind meist Filter verbaut. Foto: PantherMedia / Valmedia

Funktionen von industriellen Absauganlagen gehen über die reine Aerosolentfernung bis zu Metallstäuben. In der Anlage sind meist Filter verbaut.

Foto: PantherMedia / Valmedia

Durch die Metallbearbeitung mit Laser und Plasma gelangen viele verschiedene Schadstoffe in die Umgebungsluft. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) hat nun eine Filteranlage entwickelt, um die Luft in Produktionsräumen zu reinigen und dabei eine Vielzahl von Schadstoffen zu binden. Die Anlage kann individuell an die verschiedenen Materialien und die jeweils freigesetzten Stoffe angepasst werden.

Eine Filteranlage für alles

Bei der Bearbeitung von Metallen werden Mikropartikel und gesundheitsschädliche Gase freigesetzt. In den Betrieben entfernt man die Substanzen in der Regel mit Absaug- und Lüftungsanlagen vom Arbeitsplatz. Standard sind heute Aktivkohle-Filteranlagen, die z. B. flüchtige organische Substanzen (VOC) zurückhalten. In metallverarbeitenden Betrieben und Werkstätten kommen aber häufig Substanzen wie Formaldehyd, Stickoxide oder problematische Schwefelverbindungen hinzu. Beim Laserschweißen werden zudem Mikropartikel aus Metall oder Schweißmaterial frei. Eine Anlage, die alle Substanzen gleichermaßen gut aus der Raumluft entfernt, gab es bisher nicht. Das neue flexible Filtersystem besteht aus mehreren, einzeln austauschbaren Modulen. Jede Filterebene enthält ein bestimmtes Filtermedium, das spezifisch bestimmte Substanzen aus der Raumluft entfernt. Neben Aktivkohle kommen beispielsweise Zeolithe oder poröse Polymere zum Einsatz, aber auch metallorganische Gerüstverbindungen.

Tests von vielen verschiedenen Filtersubstanzen

Um die richtige Filtersubstanz zu finden, haben die Forschenden im Labor zunächst eine ganze Reihe an Substanzen darauf hin getestet, wie gut diese die verschiedenen Luftschadstoffe adsorbieren. Die besten Kandidaten wurden dann in einen Filteranlagen-Prototypen integriert. Eine Besonderheit im Vergleich zu herkömmlichen Filteranlagen ist die Messsensorik, die automatisch erkennt, wann das Filtermedium mit Substanzen gesättigt ist und ausgetauscht werden muss. Der Zustand wird optisch über farbige LEDs für jede Filterebene und Schadstoffklasse separat angezeigt. Entsprechend muss auch nur die jeweils betreffende Filterebene ausgetauscht werden.

Schadstoffe in der additiven Fertigung filtern

Das Fraunhofer IWS arbeitet zurzeit an der Entwicklung einer Anlage, die speziell auf die Filterung von Schadstoffen und Substanzen abgestimmt ist, die bei der additiven Fertigung frei werden. Auch für die Fertigung und das Recycling von Batterien sehen die Forschenden einen wachsenden Bedarf an Filteranlagen, die verschiedene Substanzen aus der Luft entfernen. Insbesondere, weil dort Metalle wie Nickel, Mangan und Kobalt zum Einsatz kommen, die Verbindungen bilden können, die schon bei sehr geringen Dosen gesundheitsgefährdend sind.

Von Insa Brockmann/IFA, DGUV

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