PFAS sind eine Gruppe von mehr als 10.000 künstlich hergestellten Chemikalien, die in vielen Produkten und Anwendungen eingesetzt werden, auch im 3D-Druck. Doch diese Chemikalien sind nicht nur nützlich, sondern auch gefährlich: Sie reichern sich in der Umwelt und im menschlichen Körper an und können zu schweren gesundheitlichen Schäden führen. Deshalb plant die EU ein weitreichendes Verbot von PFAS, das auch den 3D-Druck betreffen könnte. Was bedeutet das für die Branche und für Sie als Kunde? In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie wissen müssen.

Was sind PFAS und warum sind sie problematisch?

PFAS stehen für per- und polyfluorierte Alkylverbindungen. Das sind organische Verbindungen, bei denen die Wasserstoffatome am Kohlenstoffgerüst ganz oder teilweise durch Fluoratome ersetzt sind. Dadurch erhalten sie besondere Eigenschaften wie Wasser-, Fett- und Schmutzabweisung, hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit oder gute Gleitfähigkeit. Diese Eigenschaften machen PFAS für viele Industrien attraktiv, zum Beispiel für die Textil-, Papier-, Kosmetik-, Elektronik- oder Feuerlöschmittelindustrie.

Aber PFAS haben auch eine Schattenseite: Sie kommen in der Natur nicht vor und können weder durch Wasser noch durch Licht oder Bakterien abgebaut werden. Das heißt, sie bleiben für sehr lange Zeit in der Umwelt bestehen, manche sogar für Jahrhunderte oder länger. Sie werden daher auch als “Ewigkeitschemikalien” bezeichnet. PFAS können sich in Boden, Wasser, Luft, Pflanzen und Tieren anreichern und so in die Nahrungskette gelangen. Auch der Mensch nimmt PFAS über die Nahrung, das Trinkwasser oder die Atemluft auf.

PFAS stehen im Verdacht, verschiedene gesundheitliche Probleme zu verursachen, wie zum Beispiel Krebs, Unfruchtbarkeit, Hormonstörungen, Immunsystemschwäche oder Schilddrüsenerkrankungen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat einige PFAS als “möglicherweise krebserregend” eingestuft. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat die tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) für einige PFAS drastisch gesenkt. Und die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) hat einige PFAS als “besonders besorgniserregende Stoffe” (SVHC) identifiziert.

Wie sind PFAS mit dem 3D-Druck verbunden?

PFAS können auf verschiedene Weise mit dem 3D-Druck in Verbindung stehen. Hier sind einige konkrete Beispiele aus der Praxis:

• Für die Filamentherstellung können PFAS als Verarbeitungshilfen oder Additive verwendet werden, um die Eigenschaften des Kunststoffs zu verbessern, wie z.B. die Fließfähigkeit, die Wärmebeständigkeit oder die Haftung. Zum Beispiel kann das Filament Polyvinylidenfluorid (PVDF) PFAS enthalten, das wegen seiner hohen Chemikalienbeständigkeit und UV-Stabilität für einige 3D-Druck-Anwendungen geeignet ist.
• Als Teil eines 3D-Druck-Filaments können PFAS enthalten sein, wenn das Filament aus einem Kunststoff besteht, der PFAS als Monomere oder Polymerketten enthält. Zum Beispiel ist Polytetrafluorethylen (PTFE) ein Kunststoff, der aus perfluorierten Kohlenstoffatomen besteht und auch als Teflon bekannt ist. PTFE wird wegen seiner hohen Temperaturbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit für einige 3D-Druck-Anwendungen verwendet, wie z.B. für Dichtungen, Ventile oder Pumpen.
• Im 3D-Drucker selbst können PFAS enthalten sein, wenn Teile aus PTFE oder anderen fluorhaltigen Kunststoffen bestehen. Zum Beispiel kann das Teflonröhrchen, das den Extruder mit dem Hotend verbindet, aus PTFE bestehen. Auch andere Teile wie Düsen oder Beschichtungen können PFAS enthalten, wie z.B. die Antihaftbeschichtung von Druckplatten oder Druckbetten.
• In anderen Teilen des 3D-Druckers können PFAS enthalten sein, wenn sie mit PFAS-haltigen Materialien behandelt oder beschichtet wurden. Zum Beispiel können einige Druckplatten oder Druckbetten mit PFAS beschichtet sein, um die Haftung zu verbessern oder das Ablösen zu erleichtern. Auch einige Schmiermittel oder Reinigungsmittel können PFAS enthalten, wie z.B. die Fluorpolymerschmierung von Gleitlagern oder die Fluorharzreinigung von Extrudern.

Was bedeutet das geplante EU-Verbot von PFAS?

Die EU hat bereits die Verwendung einiger PFAS beschränkt, wie z.B. Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroktansäure (PFOA), die in der EU unter REACH beschränkt sind. Diese Beschränkung umfasst auch die Salze der PFAS sowie Stoffe, die zu diesen abgebaut oder umgewandelt werden können, sogenannte Vorläuferverbindungen. Ab 2023 sind auch die Herstellung, die Verwendung und das Inverkehrbringen von perfluorierten Carbonsäuren mit 9-14 Kohlenstoffatomen (C9-C14-PFCA) in der EU unter REACH beschränkt.

Darüber hinaus haben Deutschland, die Niederlande, Dänemark, Norwegen und Schweden einen Beschränkungsvorschlag für die gesamte Stoffgruppe der PFAS bei der ECHA eingereicht, der von den wissenschaftlichen Ausschüssen für Risikobewertung (RAC) und soziökonomische Bewertung (SEAC) unterstützt wird. Der Vorschlag zielt darauf ab, die Verwendung von mindestens 10.000 PFAS in der EU weitgehend zu verbieten, mit einigen Ausnahmen für wesentliche Anwendungen, für die es noch keine sicheren Alternativen gibt. Zu diesen Ausnahmen gehören unter anderem medizinische Geräte, Halbleiter und Feuerlöschschäume. Der Vorschlag sieht auch Übergangsfristen für bestimmte Anwendungen vor, um den Unternehmen Zeit zu geben, auf andere Stoffe umzusteigen.

Der Vorschlag wurde am 7. Februar 2023 veröffentlicht und ist nun einer wissenschaftlichen Bewertung durch die ECHA unterzogen. Am 22. März startete eine sechsmonatige öffentliche Konsultation, bei der alle interessierten Parteien ihre Kommentare und Informationen über ein Online-Formular auf der Website der ECHA einreichen können. Die ECHA wird dann die eingegangenen Stellungnahmen prüfen und einen Bericht an die EU-Kommission vorlegen, die über die endgültige Annahme des Beschränkungsvorschlags entscheidet.

Sollte der PFAS-Beschränkungsvorschlag angenommen werden, wäre dies eines der umfangreichsten Verbote chemischer Stoffe seit Inkrafttreten der REACH-Verordnung 2007. Es wird erwartet, dass das Verbot zu einer drastischen Reduzierung der Freisetzung von PFAS in die Umwelt führen und Produkte und Prozesse für den Menschen sicherer machen würde.

Wie kann sich der 3D-Druck an das PFAS-Verbot anpassen?

Das geplante Verbot von PFAS könnte den 3D-Druck in verschiedenen Bereichen treffen, je nachdem, welche Filamente oder Teile verwendet werden. Es ist daher wichtig, sich rechtzeitig über mögliche Alternativen zu informieren und sich auf eine Umstellung vorzubereiten.

• Eine Möglichkeit, das Risiko einer PFAS-Belastung durch Filamente zu verringern, wäre, auf biobasierte oder biologisch abbaubare Filamente auszuweichen, die keine oder nur sehr geringe Mengen an PFAS enthalten sollten. Allerdings sollte man auch hier auf die Qualität und Herkunft der Filamente achten und sich über mögliche Nachteile wie geringere Stabilität oder höhere Kosten informieren.
• Eine andere Möglichkeit wäre, auf Filamente aus Kunststoffen zu setzen, die keine PFAS als Monomere oder Polymerketten enthalten, sondern nur als Verarbeitungshilfen oder Additive. In diesem Fall sollte man darauf achten, dass die PFAS-Menge so gering wie möglich ist und dass die Filamente keine PFAS an die Umwelt abgeben. Zum Beispiel gibt es einige Hersteller, die angeben, dass ihre Filamente PFAS-frei sind oder nur Spuren davon enthalten.
• Für den 3D-Drucker selbst könnte man versuchen, Teile aus PTFE oder anderen fluorhaltigen Kunststoffen zu vermeiden oder zu ersetzen. Zum Beispiel gibt es Alternativen für das Teflonröhrchen, wie z.B. solche aus Edelstahl oder Keramik. Auch für Düsen oder Beschichtungen gibt es andere Materialien, die keine PFAS enthalten.
• Für andere Teile des 3D-Druckers könnte man darauf achten, keine PFAS-haltigen Materialien zu verwenden oder zu entsorgen. Zum Beispiel könnte man auf biologisch abbaubare oder wiederverwendbare Druckplatten oder Druckbetten umsteigen. Auch für Schmiermittel oder Reinigungsmittel gibt es ökologischere Optionen, die keine PFAS enthalten.

Fazit

PFAS sind eine Gruppe von gefährlichen Chemikalien, die in vielen Produkten und Anwendungen eingesetzt werden, auch im 3D-Druck. Die EU plant ein weitreichendes Verbot von PFAS, das auch den 3D-Druck betreffen könnte. Es ist daher wichtig, sich rechtzeitig über mögliche Alternativen zu informieren und sich auf eine Umstellung vorzubereiten.

Bei 3D Druck München sind wir uns der Risiken von PFAS bewusst und verwenden nur PLA-Filamente, die keine PFAS enthalten. Wir bieten Ihnen hochwertige und umweltfreundliche 3D-Druck-Lösungen für Ihre individuellen Bedürfnisse. Kontaktieren Sie uns gerne für ein unverbindliches Angebot oder eine persönliche Beratung. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

Zum Weiterlesen:

• https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/umwelt-haushalt/produkte/ewigkeitschemikalien-pfas-wo-sie-stecken-warum-sie-problematisch-sind-81811
• https://www.bmuv.de/faqs/per-und-polyfluorierte-chemikalien-pfas
• https://www.efsa.europa.eu/de/news/pfas-food-efsa-assesses-risks-and-sets-tolerable-intake
• https://echa.europa.eu/de/hot-topics/perfluoroalkyl-chemicals-pfas
• https://www.who.int/teams/environment-climate-change-and-health/water-sanitation-and-health/chemical-hazards-in-drinking-water/per-and-polyfluoroalkyl-substances

Der Autor dieses Artikels ist 3D Druck München, Ihr kompetenter Partner für professionellen 3D-Druck mit deutschlandweitem Versand. Seit vielen Jahren sind wir im Bereich 3D-Druck tätig und verfügen über umfangreiche Erfahrung und Know-how. Unser Team besteht aus qualifizierten Ingenieuren, Designern und Technikern, die Ihnen individuelle Beratung, hochwertige Druckerzeugnisse und zuverlässigen Service bieten. Kontaktieren Sie uns gerne für ein unverbindliches Angebot.