Sisältö on luettavissa myös suomeksi, valitse kieli alempana.
In metal 3D printing, the greatest exposure risk to health-damaging fine and ultrafine particles occurs during post-processing tasks, according to a recent study by the Finnish Institute of Occupational Health. A new model solution provides guidance on safe working practices and protective measures that can help reduce exposure.
In additive manufacturing — where products are created layer by layer based on a digital model – metal 3D printing includes not only the printing process but also the handling of metal powders (such as sieving), as well as post-processing and maintenance tasks. During these phases, particles may become airborne, potentially entering the body and posing health risks.
While particle concentrations during actual printing tend to remain low, the study shows that the highest exposure risk arises during post-processing. These tasks may include cutting and grinding of finished products, which generate substantial amounts of respirable particles.
“Workplaces should pay more attention to exposure control during post-processing. In our measurements, high concentrations of fine and ultrafine particles were occasionally detected during these tasks,” says Maija Leppänen, Senior Research Scientist at the Finnish Institute of Occupational Health.
The Institute of Occupational Health published the news on its website.
According to biomonitoring samples collected in the study, overall metal exposure among workers was low, even though metals were detected both in air samples and on workers’ skin — sometimes in significant concentrations.
There were also no signs of lung inflammation linked to occupational exposure. Importantly, workers used personal protective equipment (PPE) throughout the 3D printing tasks, which significantly reduced their exposure.
“Although metal 3D printing involves exposure risks, proper protective measures and safe work practices can limit internal exposure to minimal levels,” Leppänen explains.
As part of the research project, a model solution for metal 3D printing was developed, providing practical instructions for managing exposure, organizing safe workflows, and selecting appropriate personal protective equipment.
Workplaces engaged in metal 3D printing can utilize these tools to reduce worker exposure, improve occupational safety, and optimize work environment design and process development.
The model solution is available in English.
🔗 Explore the model solutions: Model solutions for risk management in the work environment
🔗 Final report (Julkari): Exposure and Health Risks in Metal 3D Printing (in Finnish)
🔗 Project overview: Exposure and Health Effects in Metal 3D Printing – META3D
The META3D project investigated the concentrations, exposure routes, and internal distribution of chemical agents generated in metal 3D printing. It also assessed health risks through measurements, sample collection, and employee surveys.
13 workplaces involved in metal 3D printing participated in the study.
The research was carried out jointly by the Finnish Institute of Occupational Health and the University of Eastern Finland.
The project was funded by the Finnish Work Environment Fund.
The FAME ecosystem, which is led by DIMECC and includes 3D printing stakeholders, has been involved in the study and also shares information about the results to companies.
Metallien 3D-tulostustöissä suurin altistumisriski terveydelle haitallisille pien- ja nanohiukkasille liittyy valmiiden tuotteiden jälkikäsittelyyn, kertoo tuore Työterveyslaitoksen tutkimus. Malliratkaisu antaa ohjeita turvallisiin työjärjestelyihin ja suojautumiseen, joilla altistumista voidaan vähentää.
Materiaalia lisäävässä valmistuksessa eli 3D-tulostuksessa tuote valmistuu automaattisesti tietokonemallin pohjalta. Metallien 3D-tulostustyöhön liittyy itse tulostuksen lisäksi myös tulostusjauheen käsittelyä, kuten siivilöintiä, sekä jälkikäsittely- ja ylläpitotöitä. Tulostustöissä hengitysilmaan vapautuu hiukkasia, jotka voivat kulkeutua elimistöön ja olla haitallisia terveydelle.
Metallien 3D-tulostuksessa tulostuksen aikaset hiukkaspitoisuudet ovat pääsääntöisesti matalia, kun taas suurin altistumisriski liittyy valmiiden tuotteiden jälkikäsittelyyn. Jälkikäsittelytöitä ovat esimerkiksi tuotteiden sahaus ja hionta.
– Jälkikäsittelyn aikaiseen altistumisen hallintaan tulisi kiinnittää työpaikoilla enemmän huomiota. Tutkimuksessa jälkikäsittelyn aikana mitattiin paikoin korkeita pien- ja nanohiukkaspitoisuuksia, sanoo erikoistutkija Maija Leppänen Työterveyslaitoksesta.
Työterveyslaitos julkaisi tietoja tutkimuksesta verkkouutisessa.
Työntekijöiden kokonaismetallialtistuminen oli tutkimuksessa biomonitorointinäytteiden perusteella matalaa, vaikka metalleja havaittiin sekä ilmasta että työntekijöiden iholta, joissain tapauksissa merkittävinä pitoisuuksina.
Tutkimuksessa ei myöskään havaittu merkkejä työperäiseen altistumiseen liittyvästä keuhkojen tulehdusreaktiosta. Työntekijät käyttivät 3D-tulostustöiden aikana henkilönsuojaimia, mikä vähensi altistumista.
– Vaikka metallien 3D-tulostustöissä on altistumisvaara, suojautumisella ja oikeilla työtavoilla voidaan altistumista vähentää niin, että kehon sisäinen metallialtistuminen jää vähäiseksi, Maija Leppänen sanoo.
Tutkimushankkeessa tehty malliratkaisu metallien 3D-tulostukseen antaa ohjeita altistumisen hallintaan, työjärjestelyihin ja henkilönsuojainten valintaan. 3D-tulostusta tekevät työpaikat voivat hyödyntää malliratkaisua työntekijöiden altistumisen vähentämisessä sekä työympäristöjen ja prosessien kehittämisessä.
Malliratkaisu on saatavilla suomeksi.
Tutustu malliratkaisuihin: Työympäristön riskienhallinnan malliratkaisut
META3D-hankkeessa tutkittiin metallien 3D-tulostuksessa muodostuvien kemiallisten yhdisteiden pitoisuuksia, altistumisreittejä ja yhdisteiden kulkeutumista elimistöön. Lisäksi arvioitiin altistumiseen liittyviä terveysriskejä mittausten, näytteenoton ja työntekijäkyselyjen avulla.
Tutkimukseen osallistui 13 metallien 3D-tulostusta tekevää työpaikkaa.
Tutkimus toteutettiin Työterveyslaitoksen ja Itä-Suomen yliopiston yhteishankkeena.
Hanketta rahoitti Työsuojelurahasto.
DIMECCin johtama FAME-ekosysteemi, joka kokoaa yhteen 3D-tulostuksen sidosryhmiä, on ollut mukana hankkeessa ja jakaa tutkimustuloksia yritysten käyttöön.
