Kartläggning av metallpartikelexponering samt

möjliga hälsoeffekter vid professionellt arbete med 3D-

skrivare

AFA försäkringar, Stockholm, 3/12-18, Helen Karlsson, Docent

helen.marg.karlsson@regionostergotland.se

2

Projektets Bakgrund

3-D skrivning eller additiv manufakturering (AM) är en ny teknik som innefattar

tillverkning av komplexa strukturer från digitala modeller

Miljövänligt och ekonomiskt alternativ då prototyper och kundanpassade

produkter snabbt kan produceras i olika material såsom; metall, sand, plast

Kunskapen om exponeringsrisker hos operatörer i 3-D-miljöer är begränsad

Projektet innefattar 3 FoU lab samt en produktionsenhet- här med fokus på

produktionsenheten

Partikelstorlekar

3

4

Förstudie- antal partiklar 300nm

Graff et al. J.Ind.Ecol. 2017, 21,120-129

5Förstudie- LDA

Graff et al.

J.Ind.Ecol.

2017, 21,

120-129

Material och Metoder

6

* Olika 3-D skrivningsmetoder har studerats; Binder Jetting,

Sintring , Selective Laser Melting

* Maskintyper/fabrikat; M290, M400, ExOne, Voxeljet, Elnic,

Renishaw

* Metallpulver; IN939, Hastelloy X, Wolfram, Kvartssand

* Partiklar i luft;

- traditionell gravimetrisk teknik (pump/filter/ICP-MS),

- Nanotracer 10nm-300nm, Lighthouse 300nm-10µm

* Olika arbetsmoment; pulverhantering, städning, sågning

* 3-D operatörer, svetsare och kontorspersonal

* Exponeringsmarkörer; metallhalter i blod och urin

* Effektmarkörer; ASAT, ALAT, ALP, alfa-1-microglobulin, PON1, SAA,

apo A-I, NLF -proteiner samt lungfunktion

7

Förändringar under projekttiden

2016-2017

Förbättrade arbetsrutiner

Förändrade krav på skyddsutrustning

Ökad produktion (ca 30%)

2017-2018

Förändrad ventilation

Nyanskaffning punktutsug

2018-2019

Ny produktionsenhet med nya maskiner med sluten pulverhantering

Total Damm mg/m3

medelNickel Krom Kadmium Mangan

3D-2016 0,061 0,017 0,000 0,001

3D-2017 0,002 0,001 0,000 0,001

Svetsning-2016 0,007 0,009 0,000 0,002

Svetsning-2017 0,002 0,001 0,001 0,001

Gränsvärde 0,500 0,500 0,020 0,200

Gravimetriska analyser

8

Inhalerbart Damm

mg/m3Kobolt medel(min-max)

3D-2016 0,008 (0,006-0,0159)

3D-2017 0,002 (0,001-0,0283)

Svetsning-2016 0

Svetsning-2017 0

Gränsvärde 0,02

Partikelräknande instrument

Nanotracer Lighthouse

Partiklar i luft (antal partiklar/m3) vid arbete med olika svetsmoment jämfört

med högsta halterna vid 3D-produktion.

10

Exponering vid olika arbetsmoment i 3-D miljö

Tejpning av ytor samt fingrar åtföljt av XRF analys är ett bra verktyg för

att förbättra arbetsrutiner

Pulver på tangentbord, kontor, i kafferum lägre 2017 jämfört med 2016

Inget pulver kunde detekteras på fingrar år 2017

Tejpning av ytor

11

Val av ventilation en utmaning i 3-D miljö

Pulverstorlekar från 10nm-65µm eller större

Utsug i golvnivå medför risk för ackumulering av små partiklar

Utsug i taknivå medför risk för ackumulering av större partiklar på ytor

Fånga partiklarna vid källan!!!!

Ventilation

12

13

2016 2017

U-Co

Exponeringsmarkörer

Urinmetaller hos 3-D operatörer;

- vissa överskred refv. icke-exp.

- vissa (Ni) överskred FiOHs gränsvärde

- högre fredag jmfr måndag

- lägre år 2017 jmfr 2016

- generellt liknande halter i svetsmiljö

- högsta värde (Ni) hos svetsare >2µmol/L

14

Tillfälle

Mn (

nm

ol/L)

-just

Kontor

SinterA B C D

-50

0

50

100

150

200

250

300

Gräns icke-exponerade

(FIOH 2015)

2016 2017U-Mn

U-PbAndra källor

Effektmarkörer15

Loading scatterplot (p1 vs. p2)

U-Cr

U-CoU-Ni

B-ASAT

B-ALAT

B-ALPB-ApoA1

B-ApoB

B-PON1

2016-Måndag

2017-Måndag

2017-Fredag

Kontroller

Kvinnor

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Principalkomponent1

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Pri

ncip

alk

om

ponent2

U-Alfa-1-mikroglobulin

B-ApoB/ApoA-I

B-SAA1B-SAA1/PON1

2016-FredagAM-operatörer

Män

Urin-metaller högst Fredag 2016

tillsammans med Lev ermarkörer och Njurmarkör

Män högre v ärden av blodmarkörker f ör CVD

Spirometri

16

Ca 20% av svetsare och 3-D operatörer har remitterats

till extra uppföljning eller vidare lungutredning

3-D operatörerna var nyanställda men hade tidigare arbetat

i metallindustrin

Ingen försämring år 2017 jmfr år 2016

Skyddsutrustning

17

Personlig skyddsutrustning för öppen pulverhantering

a. Mask Sundström SR 500 (TH3 skyddsfaktor 250, P3 filter och pre-

filter)

b. Engångs nitrilhandskar, inte talk, tejpa handskar till overall

c. Mutex Light skoskydd

d. Overaller i ljusa färger, Mutex 2 Category 3 Class 5B/6B eller

liknande

e. Skor med stålhätta

Personlig skyddsutrustning –ej öppen pulverhantering

a. Bomullsoverall

b. Engångs nitrilhandskar, inte talk,

c. Skor med stålhätta

d. Skyddsglasögon

18

Hälsokontroller-

i 3-D samt Svetsmiljö

Rekommenderade rutinkontroller:

Hälsokontroll via företagsläkare inkluderande spirometri samt

urinmetaller vartannat år.

Vid eventuell påverkan av spirometrivärden eller förhöjda

metaller i urinprov;

- kontroll spirometri via sköterska och kontroll av urinprov med

6 månaders mellanrum och läkarkontroll en gång per år.

Slutsatser samt Framtid

19

• Traditionella gravimetriska lufthaltsmätningar ej tillräckliga i miljöer

med avsiktligt eller oavsiktligt tillverkade nanopartiklar

• Partikelräknande instrument är bra komplement för identifiering av

riskmoment

--------------------------------------------------------------------------------

• Svenska gränsvärden för antal partiklar i luft (metall, sand, plast

etc.) samt metallhalter i urin önskas ☺

• Välj maskiner med slutna pulverhanteringssystem

• Behov av vidare utredning gällande ventilation i 3-D miljö

• Grundämnesspecifika sensorer?

• https://www.ttl.fi/wp-content/uploads/2016/11/Chemical-safety-in-3D-printing-at-workplaces.pdf

• https://www.ttl.fi/wp-content/uploads/2017/11/Biomonitoring-of-exposure-to-chemicals-Guideline-for-specimen-collection.pdf

Länkar FiOH

20

AMM in Linköping AMM in Örebro

Helen Karlsson Pål Graff

Stefan Ljunggren Helena Arvidsson

Maria Assenhöj

Fredrik Nyqvist

Bengt Ståhlbom

Bijar Ghafouri

Louise Eskilsson

Blerim Krapi

Projektgrupp

21

Tack till AFA försäkringar

för finansiering av detta

projekt