Anhang 12 - Laser-Schutzabschirmungen (temporär) Auswahl von Abschirmungen für Laserarbeitsplätze zum Schutz gegen zufällige Bestrahlung nach DIN EN 12 254
A12.1 Allgemeines
Vor der Auswahl einer geeigneten Abschirmung muss eine Gefährdungsbeurteilung nach TROS Laserstrahlung durchgeführt worden sein, in der die mögliche Bestrahlung, Leistungsdichte der Laserstrahlung bestimmt wurde, die auf die Laser-Schutzabschirmung treffen kann.
Die folgenden Empfehlungen für die Verwendung von Abschirmungen für Laserarbeitsplätze setzen regelmäßige Beobachtungen der Abschirmungen voraus, deren zeitlicher Abstand sich aus der Gefährdungsbeurteilung ergibt.
Die Auswahl der Abschirmungen ist in Tabelle A12.1 angegeben, die Bedeutung der Symbole D, I, R und M zeigt Tabelle A12.2.
Ist der zu erwartende Strahldurchmesser d63 an der Laserschutzabschirmung 1 mm und größer und ist die Leistung P des Lasers größer als 10 W oder der Wert der Bestrahlungsstärke E größer 105 W/m2, dann ist im Wellenlängenbereich von 315 nm bis 1 mm ein zusätzlicher Korrekturfaktor F(d63) anzuwenden. Dieser Korrekturfaktor wird durch eine Überhöhungsfunktion ermittelt, welche mit dem tatsächlichen Strahldurchmesser berechnet wird.
Der Korrekturfaktor ist stark von den eingesetzten Materialien, dem Aufbau sowie der Dicke des Schutzproduktes abhängig. Ist die tatsächlich vorliegende Überhöhungsfunktion nicht bekannt, dann wird empfohlen im Strahldurchmesserbereich d63 ab 1 mm mit dem Korrekturfaktor F(d63) für 
zu rechnen:
F(d63) = (d63/mm)1,7 für 1 mm ≤ d63 ≤ 15 mm
F(d63) = 100 für d63 > 15 mm.
Die korrigierte Bestrahlungsstärke erhält man durch:
E' = E · F(d63)
Die erforderliche Schutzstufe wird aus der Tabelle A12.1, die der Wellenlänge des Lasers entspricht, entnommen.
| Schutzstufe | Maximaler spektraler Transmissionsgrad bei der Laserwellenlänge τ (λ) | Verwendung bis zu einer maximalen mittleren Leistungs- und Energiedichte im Wellenlängenbereich | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 180 nm bis 315 nm | > 315 nm bis 1050 nm | 1050 nm bis 1400 nm | > 315 nm bis 1400 nm | > 1400 nm bis 106nm | |||||||
| Für die Laserbetriebsart/Betriebsdauer in Sekunden (s) | |||||||||||
| D > 0,25 | I, R > 10-9bis 0,25 | M ≤ 10-9 | D > 5 x 10-3 | D >2 x 10-3 | I, R 10-9bis 0,01 | M ≤ 10-9 | D > 0,1 | I, R 10-9bis 0,1 | M ≤ 10-9 | ||
| ED W/m2 | HI, R J/m2 | EM W/m2 | ED W/m2 | ED W/m2 | HI, R J/m2 | H J/m2 | ED W/m2 | HI, R J/m2 | EM W/m2 | ||
| AB 1 | 10-1 | 0,01 | 3 x 102 | 3 x 1011 | 10 | 2,5 x 102 | 0,05 | 0,0015 | 104 | 103 | 1012 |
| AB 2 | 10-2 | 0,1 | 3 x 103 | 3 x 1012 | 102 | 2,5 x 103 | 0,5 | 0,015 | 105 | 104 | 1013 |
| AB 3 | 10-3 | 1 | 3 x 104 | 3 x 1013 | 103 | 2,5 x 104 | 5 | 0,15 | 106 | 105 | 1014 |
| AB 4 | 10-4 | 10 | 3 x 105 | 3 x 1014 | 104 | 2,5 x 105 | 50 | 1,5 | 107 | 106 | 1015 |
| AB 5 | 10-5 | 102 | 3 x 106 | 3 x 1015 | 105 | 2,5 x 106 | 5 x 102 | 15 | 108 | 107 | 1016 |
| AB 6 | 10-6 | 103 | 3 x 107 | 3 x 1016 | 106 | 2,5 x 107 | 5 x 103 | 1,5 x 102 | 109 | 108 | 1017 |
| AB 7 | 10-7 | 104 | 3 x 108 | 3 x 1017 | 107 | 2,5 x 108 | 5 x 104 | 1,5 x 103 | 1010 | 109 | 1018 |
| AB 8 | 10-8 | 105 | 3 x 109 | 3 x 1018 | 108 | 2,5 x 109 | 5 x 105 | 1,5 x 104 | 1011 | 1010 | 1019 |
| AB 9 | 10-9 | 106 | 3 x 1010 | 3 x 1019 | 109 | 2,5 x 1010 | 5 x 106 | 1,5 x 105 | 1012 | 1011 | 1020 |
| AB 10 | 10-10 | 107 | 3 x 1011 | 3 x 1020 | 1010 | 2,5 x 1011 | 5 x 107 | 1,5 x 106 | 1013 | 1012 | 1021 |
Tabelle A12.1: Schutzstufen für Laserabschirmungen
Anmerkung 1:
Die Überhöhungsfunktion wurde im Fachkreis auf Basis der Forschungsergebnisse des BAuA Forschungsprojektes F2335 "Strahldurchmesser" als "worst case" gewählt. Für Wellenlängen unter 315 nm liegen derzeit noch keine Ergebnisse vor. Durch die Definition der Grenze der Bestrahlungsstärke bei 105W/m2kann es im Einzelfall an der Grenze zu großen Unterschieden (bis zu drei Schutzstufen) bei der Ermittlung der Schutzstufe kommen. Hier muss ggf. für den Einzelfall das Risiko bewertet werden. - Schutzabschirmungen mit Standzeiten von 100s wurden im Forschungsbericht nicht thematisiert.
Anmerkung 2:
Die in dieser Informationsschrift definierte Überhöhungsfunktion entspricht nicht der DIN EN 12254:2012 und ist bis 15 mm restriktiver.
A12.2 Gepulste Laser
Für gepulste Laser mit Wellenlängen größer oder gleich 400 nm sollte die Gesamtzahl N der Impulse für 100 s bestimmt werden.
Danach ist die für den Einzelimpuls errechnete Energiedichte H des einzelnen Impulses mit N1/4 zu multiplizieren (H' = H · N1/4). Mit dem so berechneten Wert H' kann die erforderliche Schutzstufe aus Tabelle A12.1 entnommen werden.
Für gepulste Laser mit Wellenlängen kleiner als 400 nm sollte die Energiedichte des Einzelimpulses für die Auswahl der Abschirmung verwendet werden.
Ferner sollte für alle Impulsfolgen die mittlere Leistung berechnet und mit den Werten der zutreffenden Spalte von Tabelle A12.1, die mit D gekennzeichnet ist, verglichen werden. Ergibt sich dabei eine höhere Schutzstufe, so muss diese verwendet werden.
| Symbol | Laserbezeichnung | Typische Impulsdauer in s |
|---|---|---|
| D | Dauerstrichlaser (CW) | > 0,25 |
| I | Impulslaser | 10-6 bis 0,25 |
| R | Riesenimpulslaser | 10-9 bis 10-6 |
| M | Modengekoppelter Impulslaser | < 10-9 |
Tabelle A12.2: Erläuterung der Symbole D, I, R, M