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In der schnelllebigen Welt der technologischen Fortschritte hat sich der Einsatz von Lasern dramatisch ausgeweitet und Branchen mit Anwendungen wie Laserschneiden, -schweißen, -markieren und -beschichten revolutioniert. Diese Expansion hat jedoch eine erhebliche Lücke im Sicherheitsbewusstsein und in der Schulung von Ingenieuren und technischen Fachkräften offengelegt, wodurch viele Mitarbeiter im direkten Kundenkontakt Laserstrahlung ausgesetzt sind, ohne sich der potenziellen Gefahren bewusst zu sein. Dieser Artikel beleuchtet die Bedeutung von Lasersicherheitsschulungen, die biologischen Auswirkungen der Laserexposition und umfassende Schutzmaßnahmen für alle, die mit oder in der Nähe von Lasertechnologie arbeiten.
Die dringende Notwendigkeit von Lasersicherheitsschulungen
Lasersicherheitsschulungen sind unerlässlich für die Betriebssicherheit und Effizienz des Laserschweißens und ähnlicher Anwendungen. Hochintensives Licht, Hitze und potenziell schädliche Gase, die bei Laserarbeiten entstehen, stellen ein Gesundheitsrisiko für die Anwender dar. In Sicherheitsschulungen werden Ingenieure und Arbeiter im korrekten Umgang mit persönlicher Schutzausrüstung (PSA) wie Schutzbrillen und Gesichtsschilden geschult und lernen Strategien zur Vermeidung direkter und indirekter Laserstrahlung kennen, um einen wirksamen Schutz für Augen und Haut zu gewährleisten.
Die Gefahren von Lasern verstehen
Biologische Wirkungen von Lasern
Laser können schwere Hautschäden verursachen, weshalb ein Hautschutz erforderlich ist. Die größte Sorge gilt jedoch Augenschäden. Laserstrahlung kann zu thermischen, akustischen und photochemischen Effekten führen.
Thermal:Durch Wärmeproduktion und -aufnahme können Verbrennungen an Haut und Augen entstehen.
AkustikMechanische Stoßwellen können zu lokaler Verdampfung und Gewebeschädigung führen.
PhotochemischBestimmte Wellenlängen können chemische Reaktionen auslösen, die möglicherweise zu Katarakten, Hornhaut- oder Netzhautverbrennungen führen und das Risiko von Hautkrebs erhöhen.
Die Auswirkungen auf die Haut können je nach Laserkategorie, Impulsdauer, Wiederholungsrate und Wellenlänge von leichten Rötungen und Schmerzen bis hin zu Verbrennungen dritten Grades reichen.
| Wellenlängenbereich | Pathologische Wirkung |
| 180-315 nm (UV-B, UV-C) | Photokeratitis ist wie ein Sonnenbrand, betrifft aber die Hornhaut des Auges. |
| 315-400 nm (UV-A) | Photochemischer Katarakt (Trübung der Augenlinse) |
| 400-780 nm (sichtbar) | Eine photochemische Schädigung der Netzhaut, auch Netzhautverbrennung genannt, tritt auf, wenn die Netzhaut durch Lichteinwirkung geschädigt wird. |
| 780–1400 nm (Nahes Infrarot) | Katarakt, Netzhautverbrennung |
| 1,4-3,0μm(IR) | Kammerwasserentzündung (Eiweiß im Kammerwasser), Katarakt, Hornhautverätzung Eine Kammerwasserentzündung (Aqueance) entsteht, wenn sich Proteine im Kammerwasser des Auges ablagern. Ein Katarakt (Grauer Star) ist eine Trübung der Augenlinse, und eine Hornhautverbrennung ist eine Schädigung der Hornhaut, der vorderen Oberfläche des Auges. |
| 3.0μm-1mm | Comeal burn |
Augenschäden, die größte Sorge, variieren je nach Pupillengröße, Pigmentierung, Impulsdauer und Wellenlänge. Unterschiedliche Wellenlängen dringen in verschiedene Augenschichten ein und können Hornhaut, Linse oder Netzhaut schädigen. Die Fokussierfähigkeit des Auges erhöht die Energiedichte auf der Netzhaut erheblich, sodass bereits geringe Dosen ausreichen, um schwere Netzhautschäden zu verursachen, die zu Sehbeeinträchtigungen oder Blindheit führen können.
Hautgefahren
Die Bestrahlung der Haut mit Laserlicht kann zu Verbrennungen, Hautausschlägen, Blasenbildung und Pigmentveränderungen führen und unter Umständen das Unterhautgewebe zerstören. Unterschiedliche Wellenlängen dringen unterschiedlich tief in das Hautgewebe ein.
Lasersicherheitsstandard
GB72471.1-2001
Die Norm GB 7247.1-2001 mit dem Titel „Sicherheit von Laserprodukten – Teil 1: Geräteklassifizierung, Anforderungen und Benutzerhandbuch“ legt die Vorschriften für die Sicherheitsklassifizierung, die Anforderungen und die Benutzerhinweise für Laserprodukte fest. Diese Norm trat am 1. Mai 2002 in Kraft und zielte darauf ab, die Sicherheit in verschiedenen Anwendungsbereichen von Laserprodukten zu gewährleisten, darunter Industrie, Handel, Unterhaltung, Forschung, Bildung und Medizin. Sie wurde jedoch durch GB 7247.1-2012 ersetzt.(Chinesischer Standard) (Code of China) (OpenSTD).
GB18151-2000
GB18151-2000, bekannt als „Laserschutz“, konzentrierte sich auf die Spezifikationen und Anforderungen für Laserschutzwände, die zur Abschirmung der Arbeitsbereiche von Laserbearbeitungsmaschinen eingesetzt werden. Diese Schutzmaßnahmen umfassten sowohl langfristige als auch temporäre Lösungen wie Laservorhänge und -wände, um die Sicherheit während des Betriebs zu gewährleisten. Die Norm, die am 2. Juli 2000 veröffentlicht und am 2. Januar 2001 in Kraft gesetzt wurde, wurde später durch GB/T 18151-2008 ersetzt. Sie bezog sich auf verschiedene Komponenten von Schutzwänden, einschließlich optisch transparenter Wände und Fenster, mit dem Ziel, die Schutzeigenschaften dieser Wände zu bewerten und zu standardisieren.Code of China) (OpenSTD) (Antpedia).
GB18217-2000
Die Norm GB18217-2000 mit dem Titel „Lasersicherheitszeichen“ legte Richtlinien für die Grundformen, Symbole, Farben, Abmessungen, Erläuterungstexte und Anwendungsmethoden von Schildern fest, die Personen vor den Gefahren der Laserstrahlung schützen sollen. Sie galt für Laserprodukte und Orte, an denen Laserprodukte hergestellt, verwendet und gewartet werden. Diese Norm trat am 1. Juni 2001 in Kraft, wurde aber seit dem 1. Oktober 2009 durch GB 2894-2008, „Sicherheitszeichen und Richtlinien für deren Verwendung“, ersetzt.(Code of China) (OpenSTD) (Antpedia).
Klassifizierung schädlicher Laser
Laser werden nach ihrem potenziellen Schaden für Augen und Haut klassifiziert. Industrielle Hochleistungslaser, die unsichtbare Strahlung aussenden (einschließlich Halbleiterlaser und CO₂-Laser), bergen erhebliche Risiken. Sicherheitsstandards kategorisieren alle Lasersysteme.FaserlaserAusgänge, die häufig als Klasse 4 eingestuft werden, weisen auf das höchste Risikoniveau hin. Im Folgenden werden wir die Lasersicherheitsklassifizierungen von Klasse 1 bis Klasse 4 erläutern.
Laserprodukt der Klasse 1
Ein Laser der Klasse 1 gilt unter normalen Umständen als sicher für jedermann. Das bedeutet, dass Sie sich nicht verletzen, wenn Sie direkt in einen solchen Laser oder durch gängige Vergrößerungsgeräte wie Teleskope oder Mikroskope schauen. Die Sicherheitsstandards gewährleisten dies durch spezifische Regeln zur Größe des Laserstrahls und zum sicheren Betrachtungsabstand. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass einige Laser der Klasse 1 dennoch gefährlich sein können, wenn man sie durch sehr starke Vergrößerungsgläser betrachtet, da diese mehr Laserlicht als üblich bündeln. Manchmal werden Produkte wie CD- oder DVD-Player als Klasse 1 gekennzeichnet, weil sie einen stärkeren Laser im Inneren haben. Dieser ist jedoch so konstruiert, dass bei normalem Gebrauch kein schädliches Licht austritt.
Unser Laser der Klasse 1:Erbiumdotiertes Glaslaser, L1535 Entfernungsmessermodul
Laserprodukt der Klasse 1M
Ein Laser der Klasse 1M ist im Allgemeinen sicher und schädigt die Augen bei normalem Gebrauch nicht, sodass er ohne besonderen Schutz verwendet werden kann. Dies ändert sich jedoch, wenn man Hilfsmittel wie Mikroskope oder Teleskope verwendet, um den Laser zu betrachten. Diese Geräte können den Laserstrahl bündeln und ihn so verstärken, dass er die als sicher geltende Strahlungsintensität überschreitet. Laser der Klasse 1M haben entweder sehr breite oder stark gestreute Strahlen. Normalerweise überschreitet das Licht dieser Laser beim direkten Einfall ins Auge nicht die zulässigen Grenzwerte. Verwendet man jedoch Vergrößerungsoptiken, kann mehr Licht ins Auge gebündelt werden, wodurch ein potenzielles Risiko entsteht. Obwohl das direkte Licht eines Lasers der Klasse 1M also sicher ist, kann die Verwendung mit bestimmten Optiken die Gefahr erhöhen, ähnlich wie bei den risikoreicheren Lasern der Klasse 3B.
Laserprodukt der Klasse 2
Ein Laser der Klasse 2 ist sicher, da er so funktioniert, dass bei versehentlichem Blick in den Laser die natürliche Reaktion – Blinzeln oder Wegschauen – den Blick schützt. Dieser Schutzmechanismus greift bei einer Belichtungszeit von bis zu 0,25 Sekunden. Diese Laser emittieren ausschließlich Licht im sichtbaren Spektrum mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometern. Ihre Leistung ist auf 1 Milliwatt (mW) begrenzt, wenn sie kontinuierlich Licht abgeben. Bei einer Emissionsdauer von weniger als 0,25 Sekunden oder bei ungerichteter Lichtabgabe kann die Leistung höher sein. Dennoch kann das bewusste Vermeiden von Blinzeln oder Wegschauen zu Augenschäden führen. Geräte wie einige Laserpointer und Entfernungsmesser verwenden Laser der Klasse 2.
Laserprodukt der Klasse 2M
Ein Laser der Klasse 2M gilt im Allgemeinen als augenschonend, da der natürliche Lidschlagreflex hilft, längeres Hineinsehen in helles Licht zu vermeiden. Ähnlich wie Laser der Klasse 1M emittiert diese Art von Laser Licht, das entweder sehr breit gestreut ist oder sich schnell ausbreitet. Dadurch wird die Menge an Laserlicht, die durch die Pupille ins Auge gelangt, gemäß den Normen der Klasse 2 auf ein sicheres Maß begrenzt. Diese Sicherheit gilt jedoch nur, wenn keine optischen Geräte wie Lupen oder Teleskope zur Beobachtung des Lasers verwendet werden. Die Verwendung solcher Instrumente kann das Laserlicht bündeln und das Risiko für die Augen potenziell erhöhen.
Laserprodukt der Klasse 3R
Laser der Klasse 3R erfordern besondere Vorsicht im Umgang, da der direkte Blick in den Strahl zwar relativ sicher ist, aber dennoch ein Risiko darstellt. Diese Laserart kann mehr Licht abgeben, als als völlig unbedenklich gilt. Bei vorsichtigem Umgang ist das Verletzungsrisiko jedoch gering. Für sichtbare Laser (im sichtbaren Lichtspektrum) ist die maximale Ausgangsleistung von Lasern der Klasse 3R auf 5 Milliwatt (mW) begrenzt. Für Laser anderer Wellenlängen und für Pulslaser gelten abweichende Sicherheitsgrenzwerte. Unter bestimmten Bedingungen können höhere Leistungen zulässig sein. Entscheidend für die sichere Verwendung eines Lasers der Klasse 3R ist, den direkten Blick in den Strahl zu vermeiden und alle Sicherheitshinweise zu befolgen.
Laserprodukt der Klasse 3B
Ein Laser der Klasse 3B kann gefährlich sein, wenn er direkt ins Auge trifft. Wird das Laserlicht jedoch von rauen Oberflächen wie Papier reflektiert, ist es ungefährlich. Für Dauerstrichlaser, die in einem bestimmten Wellenlängenbereich (von 315 Nanometern bis zum fernen Infrarot) arbeiten, beträgt die maximal zulässige Leistung 0,5 Watt. Laser, die im sichtbaren Lichtbereich (400 bis 700 Nanometer) pulsieren, dürfen eine Pulsenergie von 30 Millijoule (mJ) nicht überschreiten. Für andere Lasertypen und sehr kurze Pulse gelten abweichende Bestimmungen. Beim Umgang mit einem Laser der Klasse 3B ist in der Regel eine Schutzbrille erforderlich. Diese Laser müssen außerdem mit einem Schlüsselschalter und einer Sicherheitsverriegelung ausgestattet sein, um eine versehentliche Betätigung zu verhindern. Obwohl Laser der Klasse 3B in Geräten wie CD- und DVD-Brennern verwendet werden, gelten diese Geräte als Laser der Klasse 1, da der Laser im Inneren eingeschlossen ist und nicht austreten kann.
Laserprodukt der Klasse 4
Laser der Klasse 4 sind die leistungsstärksten und gefährlichsten Laser. Sie sind stärker als Laser der Klasse 3B und können bei direkter, reflektierter oder gestreuter Laserstrahlung schwere Verletzungen wie Verbrennungen der Haut oder dauerhafte Augenschäden verursachen. Diese Laser können sogar Brände auslösen, wenn sie auf brennbare Materialien treffen. Aufgrund dieser Risiken erfordern Laser der Klasse 4 strenge Sicherheitsvorkehrungen, darunter einen Schlüsselschalter und eine Sicherheitsverriegelung. Sie werden häufig in Industrie, Wissenschaft, Militär und Medizin eingesetzt. Bei medizinischen Lasern ist es unerlässlich, Sicherheitsabstände und -bereiche einzuhalten, um Augenverletzungen zu vermeiden. Zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen sind erforderlich, um den Laserstrahl zu steuern und Unfälle zu verhindern.
Beispiel einer Beschriftung für einen gepulsten Faserlaser von LumiSpot
Wie man sich vor Lasergefahren schützt
Hier ist eine vereinfachte Erklärung, wie man sich richtig vor Lasergefahren schützt, gegliedert nach verschiedenen Rollen:
Für Laserhersteller:
Sie sollten nicht nur die Lasergeräte (wie Laserschneider, Handschweißgeräte und Markiermaschinen) bereitstellen, sondern auch die notwendige Schutzausrüstung wie Schutzbrillen, Sicherheitsschilder, Gebrauchsanweisungen und Schulungsmaterialien. Es gehört zu ihrer Verantwortung, die Sicherheit und Information der Anwender zu gewährleisten.
Für Integratoren:
Schutzgehäuse und Lasersicherheitsräume: Jedes Lasergerät muss über ein Schutzgehäuse verfügen, um zu verhindern, dass Personen gefährlicher Laserstrahlung ausgesetzt werden.
Barrieren und Sicherheitsverriegelungen: Die Geräte müssen über Barrieren und Sicherheitsverriegelungen verfügen, um eine Exposition gegenüber schädlichen Laserintensitäten zu verhindern.
Schlüsselkontrollen: Systeme der Klassen 3B und 4 sollten über Schlüsselkontrollen verfügen, um den Zugang und die Nutzung einzuschränken und so die Sicherheit zu gewährleisten.
Für Endbenutzer:
Management: Laser dürfen nur von geschulten Fachkräften bedient werden. Ungeschultes Personal darf sie nicht benutzen.
Schlüsselschalter: Installieren Sie Schlüsselschalter an Lasergeräten, um sicherzustellen, dass diese nur mit einem Schlüssel aktiviert werden können. Dies erhöht die Sicherheit.
Beleuchtung und Platzierung: Stellen Sie sicher, dass Räume mit Lasern hell beleuchtet sind und dass die Laser in Höhen und Winkeln platziert werden, die eine direkte Augenbestrahlung vermeiden.
Ärztliche Überwachung:
Arbeiter, die mit Lasern der Klassen 3B und 4 arbeiten, sollten sich regelmäßig von qualifiziertem Personal ärztlich untersuchen lassen, um ihre Sicherheit zu gewährleisten.
LasersicherheitAusbildung:
Die Bediener sollten in der Bedienung des Lasersystems, in Bezug auf persönliche Schutzausrüstung, Gefahrenabwehrverfahren, Verwendung von Warnschildern, Meldung von Vorfällen und im Verständnis der biologischen Auswirkungen von Lasern auf Augen und Haut geschult werden.
Kontrollmaßnahmen:
Der Einsatz von Lasern muss streng kontrolliert werden, insbesondere in Bereichen, in denen sich Personen aufhalten, um eine versehentliche Exposition, insbesondere der Augen, zu vermeiden.
Vor dem Einsatz von Hochleistungslasern sollten die Personen im Umkreis gewarnt werden. Es muss sichergestellt werden, dass alle eine Schutzbrille tragen.
In und um Laserarbeitsbereiche und Eingänge herum sollten Warnschilder angebracht werden, die auf die Gefahren durch Laser hinweisen.
Laserkontrollierte Bereiche:
Die Verwendung von Lasern ist auf bestimmte, kontrollierte Bereiche zu beschränken.
Um unbefugten Zutritt zu verhindern, verwenden Sie Türsicherungen und Sicherheitsschlösser und stellen Sie sicher, dass die Laser nicht mehr funktionieren, wenn Türen unerwartet geöffnet werden.
Vermeiden Sie reflektierende Oberflächen in der Nähe von Lasern, um Strahlreflexionen zu verhindern, die Menschen gefährden könnten.
Verwendung von Warn- und Sicherheitsschildern:
Bringen Sie Warnschilder an der Außenseite und den Bedienfeldern von Lasergeräten an, um potenzielle Gefahren deutlich anzuzeigen.
SicherheitsetikettenFür Laserprodukte:
1. Alle Lasergeräte müssen mit Sicherheitsetiketten versehen sein, die Warnhinweise, Strahlungsklassifizierungen und Angaben darüber enthalten, wo die Strahlung austritt.
2. Die Etiketten sollten so angebracht werden, dass sie gut sichtbar sind, ohne der Laserstrahlung ausgesetzt zu sein.
Tragen Sie eine Laserschutzbrille, um Ihre Augen vor Laserstrahlen zu schützen.
Persönliche Schutzausrüstung (PSA) für die Lasersicherheit wird als letzte Maßnahme eingesetzt, wenn technische und organisatorische Schutzmaßnahmen die Gefahren nicht vollständig beseitigen können. Dazu gehören Laserschutzbrillen und -kleidung:
Laserschutzbrillen schützen Ihre Augen, indem sie die Laserstrahlung reduzieren. Sie müssen strenge Anforderungen erfüllen:
⚫Zertifiziert und gekennzeichnet nach nationalen Standards.
⚫Geeignet für Lasertyp, Wellenlänge, Betriebsmodus (kontinuierlich oder gepulst) und Leistungseinstellungen.
⚫Deutlich gekennzeichnet, um die Auswahl der richtigen Schutzbrille für einen bestimmten Laser zu erleichtern.
⚫Der Rahmen und die Seitenschilde sollten ebenfalls Schutz bieten.
Es ist unerlässlich, die richtige Art von Schutzbrille zu verwenden, um sich vor dem jeweiligen Laser, mit dem Sie arbeiten, zu schützen. Dabei müssen die Eigenschaften des Lasers und die Umgebung, in der Sie sich befinden, berücksichtigt werden.
Sollten Ihre Augen trotz Anwendung der Sicherheitsmaßnahmen dennoch einer Laserstrahlung oberhalb der zulässigen Grenzwerte ausgesetzt sein, müssen Sie eine Schutzbrille verwenden, die zur Wellenlänge des Lasers passt und die richtige optische Dichte aufweist, um Ihre Augen zu schützen.
Verlassen Sie sich nicht allein auf Ihre Schutzbrille; schauen Sie niemals direkt in einen Laserstrahl, auch nicht mit Schutzbrille.
Auswahl von Laserschutzkleidung:
Bieten Sie den Arbeitern, die einer Strahlung oberhalb des maximal zulässigen Expositionsgrenzwerts (MPE) für die Haut ausgesetzt sind, geeignete Schutzkleidung an; dies trägt zur Reduzierung der Hautexposition bei.
Die Kleidung sollte aus feuerfesten und hitzebeständigen Materialien hergestellt sein.
Achten Sie darauf, dass die Schutzausrüstung möglichst viel Haut bedeckt.
Wie Sie Ihre Haut vor Laserschäden schützen können:
Tragen Sie langärmelige Arbeitskleidung aus flammhemmenden Materialien.
In Bereichen, die für die Laseranwendung kontrolliert werden, sollten Vorhänge und lichtundurchlässige Paneele aus flammhemmenden Materialien installiert werden, die mit schwarzem oder blauem Silikonmaterial beschichtet sind, um UV-Strahlung zu absorbieren und Infrarotlicht zu blockieren und so die Haut vor Laserstrahlung zu schützen.
Die Auswahl der geeigneten persönlichen Schutzausrüstung (PSA) und deren korrekte Anwendung sind entscheidend für die Sicherheit beim Arbeiten mit oder in der Nähe von Lasern. Dazu gehört, die spezifischen Gefahren verschiedener Lasertypen zu verstehen und umfassende Sicherheitsvorkehrungen zu treffen.strenge Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz von Augen und Haut vor möglichen Schäden.
Schlussfolgerung und Zusammenfassung
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Veröffentlichungsdatum: 08.04.2024