Sisältö on luettavissa myös suomeksi, valitse kieli alempana.
“In metal laser powder bed fusion 3D printing processes, nanoparticles are formed. They are very small particles that can penetrate deep into the respiratory tract, even into the alveoli of the lungs. These hazards and symptoms are not well understood, and they have not been studied in Finland before, so it is important to examine exposure levels and risks associated with the process,” says university lecturer Marko Hyttinen from the University of Eastern Finland.
He works in the Research Group of Indoor Environment and Occupational Hygiene, which is conducting the META3D project in collaboration with the Finnish Institute of Occupational Health. The study investigates the concentrations and properties of chemical agents formed in metal 3D printing, as well as possible exposure routes and the transport of compounds in the body. Additionally, the study will assess the symptoms of workers, early inflammatory effects, and examines the health risks associated with exposure.
Thirteen companies and educational institutions engaged in metal 3D printing are participating in the study. Most of the measurement data has already been collected and is currently being analyzed. The participants in the study have shown enthusiasm for the project, as the information obtained from it is considered important.
A comprehensive overview is formed by combining both measurement and survey data.
“At each workplace, we conduct occupational hygiene measurements, meaning we measure particle concentrations in the air using various methods. We measure the mass and number concentration of particles and examine the size and number distribution of particles,” describes senior researcher Maija Leppänen from the Finnish Institute of Occupational Health.
Chemical analysis is also performed on samples to determine the concentrations of metals in the particles.
“Continuous monitoring devices are also used to gather information from the research environments, showing real-time particle concentrations. When measurement data is combined with information from the form filled out by workers, detailing their daily tasks, the work phases with the highest exposure levels are identified,” says postdoctoral researcher Antti Karjalainen from the University of Eastern Finland.
Personal samples are collected from voluntary participants to measure total metal exposure. Dermal exposure is assessed using hand wipe samples. Metal concentrations are also analyzed in urine and exhaled breath condensate samples.
In addition, symptoms possibly experienced by workers are surveyed.
The results can be used to assess whether the protection currently used in workplaces is sufficient or if additional measures are needed. A final research report will be published in spring 2025, and based on the results, guidelines for good work practices will also be developed.
“We aim to evaluate the situation in workplaces, and if we find that something needs to be done differently, we will provide them guidelines for safe work practices,” says Maija Leppänen.
The results will be published through various channels of the Finnish Work Environment Fund, which funds the project. 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.
More information here.
”Metallien 3D-tulostusprosesseissa syntyy nanokokoluokan hiukkasia, eli hyvin pienikokoisia hiukkasia, jotka voivat kulkeutua syvälle hengitysteihin eli keuhkorakkuloihin asti. Näitä haittoja ja oireita ei tarkkaan tiedetä, eikä niitä ole Suomessa aiemmin selvitetty, joten on hyvä tutkia, millaisia tasot ovat ja minkälainen riski prosessiin liittyy”, sanoo yliopistonlehtori Marko Hyttinen Itä-Suomen yliopistosta.
Hän työskentelee Sisäympäristön ja työhygienian tutkimusryhmässä, joka toteuttaa META3D-hanketta yhdessä Työterveyslaitoksen kanssa. Tutkimuksessa selvitetään metallien 3D-tulostuksessa muodostuvien kemiallisten tekijöiden pitoisuuksia ja ominaisuuksia sekä mahdollisia altistumisreittejä ja yhdisteiden kulkeutumista elimistössä. Lisäksi kartoitetaan työntekijöiden oireita, varhaisia tulehdusvaikutuksia ja arvioidaan altistumiseen liittyvää terveysriskiä.
Tutkimuksessa on mukana 13 metallien 3D-tulostusta tekevää yritystä ja oppilaitosta. Suurin osa mittausdatasta on jo kerätty ja sitä analysoidaan parhaillaan. Tutkimukseen osallistuneet ovat suhtautuneet hankkeeseen innostuneesti, sillä siitä saatavaa tietoa pidetään tärkeänä.
Kattava kokonaiskuva muodostetaan sekä mittaus- että kyselytutkimuksia yhdistämällä.
”Teemme jokaisessa kohteessa työhygieeniset mittaukset, eli mittaamme ilmasta hiukkaspitoisuuksia monella eri menetelmällä. Mittaamme hiukkasten massaa ja lukumääräpitoisuutta ja katsomme hiukkasten koon ja lukumäärän jakaumaa”, erikoistutkija Maija Leppänen Työterveyslaitokselta kuvailee.
Näytteistä tehdään myös kemiallinen analyysi, jotta selviää, mitä metalleja hiukkasissa on.
”Tutkimusympäristöistä kerätään tietoa myös jatkuvatoimisilla mittalaitteilla, joista näkyy, millaisia reaaliaikaiset hiukkaspitoisuudet ovat. Kun mittaustiedot yhdistetään tietoihin työntekijöiden täyttämästä lomakkeesta, johon on merkitty päivän työtehtävät, saadaan selville altistavimmat työvaiheet”, sanoo tutkijatohtori Antti Karjalainen Itä-Suomen yliopistosta.
Vapaaehtoisilta osallistujilta kerätään henkilökohtaisia näytteitä kokonaismetallialtistumisen mittaamiseksi. Käsistä tehtävällä pyyhintänäytteellä arvioidaan ihoaltistumista. Metallipitoisuuksia analysoidaan myös virtsanäytteistä ja uloshengitysilmasta. Lisäksi työntekijöiden mahdollisesti kokemia oireita kartoitetaan kyselyssä.
Tulosten avulla voidaan arvioida, onko nykyään työpaikoilla käytettävä suojaus riittävä, vai tarvitaanko lisätoimenpiteitä. Tuloksista julkaistaan keväällä 2025 loppuraportti ja niiden pohjalta laaditaan myös ohjeistus hyviin työtapoihin.
”Pyrimme ottamaan kantaa, mikä on tilanne työpaikoilla, ja jos havaitsemme, että on tarvetta tehdä jotain toisin, niin annamme ohjeita turvalliseen työskentelyyn”, Maija Leppänen sanoo.
Tulokset julkaistaan muun muassa hanketta rahoittavan Työsuojelurahaston kanavissa. 3D-tulostustoimijat yhteen kokoava, DIMECCin johtama FAME-ekosysteemi on ollut mukana mahdollistamassa tutkimusta ja jakaa myös tuloksista tietoa yrityksiin.
Lisätietoja:
Finnish Additive Manufacturing Ecosystem (FAME) is an innovative industrial ecosystem that brings together key players in the Finnish additive manufacturing field to increase the role of Additive Manufacturing in Finland.
The ecosystem is funded by the participating companies and Business Finland, and is run by DIMECC Oy.
© 2024 DIMECC Oy
