Arbeitssicherheit : Fräsmaschinen: Hohes Tempo, hohes Risiko

Mit einem Ruck schließt die Sicherheitstür der CNC-Fräsmaschine, die Spindel läuft mit einem hellen Sirren an. Sekunden später ist die Nut in das Werkstück gefräst, präzise bis in den Mikrometerbereich. Hochgeschwindigkeitsmaschinen bringen Tempo in die Metallbearbeitung in Werkstätten und Fabriken und sorgen für eine hohe Oberflächengüte des Werkstücks: Bei sogenannten HSC („High Speed Cutting“)-Fräsmaschinen wird das Werkstück mit der fünf- bis zehnfachen Schnittgeschwindigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Fertigung bearbeitet. Das sorgt für perfekte, glatte Oberflächen im Formenbau, bei der Herstellung von Elektroden für Erodiermaschinen oder von Gehäusen. Es bringt aber auch Gefährdungen mit sich, vor denen Beschäftigte zu schützen sind.

Vollumhausung an der Fräsmaschine bietet Schutz

Sollten während des Dreh- oder Fräsvorgangs Teile am Werkzeug oder an der Drehspindel der Maschine abbrechen, werden enorme Kräfte frei. „Die kinetische Energie erhöht sich quadratisch zur Geschwindigkeit“, erläutert Christoph Meyer, Fachreferent für Werkzeugmaschinen bei der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM). „Bei doppelter Schnittgeschwindigkeit wird also die vierfache Energie freigesetzt.“

Dreh- und Fräsmaschinen müssen daher mit Schutzeinrichtungen umgeben sein, die wegfliegenden Spannbacken oder Werkzeugbruchteilen standhalten. Um Werkzeugbruch zu simulieren, sieht eine normgerechte Prüfung bei Fräsmaschinen daher den Beschuss mit 100-Gramm-Geschossen vor. Bei Drehmaschinen beträgt das Geschossgewicht wegfliegender Spannbacken in der Simulation sogar bis zu 2,5 Kilogramm. Was schützt vor solchen Kräften? „In der Regel sind die Maschinen mit Vollumhausung und Schutzscheiben aus rückhaltefähigem Polycarbonat ausgestattet“, so Meyer.

Generell sollten für die Hochgeschwindigkeitsfräsbearbeitung nur spezielle Werkzeuge verwendet werden, die den Anforderungen der DIN EN ISO 15641 für HSC-Fräswerkzeuge entsprechen. „Unterweisungen für das Bedienpersonal hierzu sollten regelmäßig durchgeführt werden. Darüber hinaus können Sicherheitsbeauftragte das Bedienpersonal für die Risiken im Umgang mit Werkzeugmaschinen allgemein sensibilisieren“, sagt Meyer. Da Unfälle an zerspanenden Maschinen häufig zu schweren Verletzungen wie Hand-Arm-Frakturen, Quetschungen oder sogar Amputationen führen, sind Präventionsmaßnahmen hier besonders wichtig. Nähere Erläuterungen liefert die DGUV Information 209-066 „Maschinen der Zerspanung“.

Gefahr durch Manipulation

Das größte Risiko besteht, wenn Schutzeinrichtungen manipuliert werden, etwa um Werkstücke schneller einspannen zu können, so Meyer: „Wenn jemand für einen Bearbeitungsgang zu solchen ­Mitteln greift, ist das für ihn oder sie selbst schon sehr gefährlich. Oft aber werden Manipulationen nach Schicht­ende nicht rückgängig gemacht.“ Die nächste an der Maschine arbeitende Person verlasse sich aber darauf, dass die Schutzeinrichtungen funktionieren. Ohne es zu wissen, sei sie durch die Handlungen der Vorgängerin oder des Vorgängers einem hohen Unfallrisiko ausgesetzt.

Um Manipulation vorzubeugen, verfügen Werkzeugmaschinen unter anderem über Betriebsarten, die per Schlüsselschalter angewählt werden können. Ein Beispiel: „Es muss für die Einrichtung der Maschine einen Modus geben, in dem ich bei geöffneter Schutztür unter Verwendung eines sogenannten Zustimmschalters Maschinenbewegungen mit reduzierter Geschwindigkeit fahren kann“, erläutert der Experte. Gibt es diese Betriebsart nicht, versuchen Beschäftigte auf eigene Faust, eine Möglichkeit zum Einrichten der Maschine zu finden und setzen dafür Sicherheitsvorkehrungen außer Kraft.

Risiken durch Kühlschmierstoffe

Beim Zerspanungsprozess entsteht erhebliche Wärme. Dagegen werden Kühlschmierstoffe eingesetzt, was neue Gefährdungen mit sich bringt. Insbesondere Schutzscheiben aus Polycarbonat altern durch den Kontakt damit, sie werden spröde und verlieren ihre Rückhalte­fähigkeit. Rissige oder durch Kühlschmierstoff milchig verfärbte Scheiben können ihre Schutzwirkung bereits eingebüßt haben. „Solche Scheiben sollten sofort ausgetauscht werden“, warnt Meyer. Bemerken Sicherheitsbeauftragte beschädigte Schutzscheiben, sollten sie daher umgehend ihre Vorgesetzten informieren.

Risiken entstehen außerdem bei ­Aerosol- und Dampfbildung von Kühlschmierstoffen. Durch höhere Prozessgeschwindigkeiten und thermische Belastung bei der HSC-Bearbeitung können Aerosole und Dämpfe vermehrt auftreten. Mittels Absaugen ist es allerdings möglich, die Kühlschmierstoffaerosole und -dämpfe gut abzuführen. Die Absaugung ist angemessen ausgelegt, wenn im Maschineninnenraum ein leichter Unterdruck vorhanden ist. Dann kommt es nicht zu Emissionen aus dem Innenraum der ­Maschine. Auch wenn Beschickungstüren geöffnet werden, sollte das nicht dazu führen, dass der generell geltende Luftgrenzwert für Kühlschmierstoffaerosole und -dämpfe ­überschritten wird. Er beträgt zehn Milligramm pro Kubikmeter Luft.

Reinigung und Hautschutzplan

Betriebe müssen auch Vorkehrungen treffen, wenn die Haut von ­Beschäftigten mit Kühlschmierstoffen in Kontakt kommt. Die ­Mitarbeitenden brauchen geeignete Hautschutz-, –reinigungs- und ­-pflegepräparate. Welche das sind, muss in Hautschutzplänen sowohl für ­Tätigkeiten mit wassergemischten als auch mit nicht wassermischbaren Kühlschmierstoffen festgehalten sein. 

Auch bei der Maschinenreinigung ist Vorsicht geboten. „Auf das Abblasen von Metallspänen mit Druckluft sollte generell verzichtet werden“, rät Meyer. ­„Späne könnten herumfliegen und Augenverletzungen verursachen. Dazu kommt der Lärm durch die Druckluft.“ Er empfiehlt, Bürsten oder Spänehaken zu nutzen. Wenn diese Punkte beachtet werden, ­liefert das einen wesentlichen Beitrag zum sicheren und gesunden Arbeiten an Werkzeugmaschinen.