La crisi del coronavirus riunisce aziende di vario tipo per la produzione di mascherine di protezione

Le maschere respiratorie prodotte secondo gli standard per la classe di protezione FFP3 saranno sottoposte a un'ispezione accelerata delle maschere di protezione respiratoria per la pandemia di coronavirus (CPA) per la Germania. (Fonte immagine: Weber Ultrasonics AG)

Per poter avviare rapidamente la produzione delle maschere FFP3, altre aziende hanno fornito attrezzature per il processo di stampaggio a caldo dei diversi non tessuti. (Fonte immagine: Weber Ultrasonics AG)

La maschera respiratoria dopo la stampaggio a caldo e la saldatura dei bordi con ultrasuoni. (Fonte immagine: Weber Ultrasonics AG)

Pensando alle maschere di protezione respiratoria e chirurgiche, attualmente prodotte principalmente in Asia, l'ultrasuono probabilmente non viene in mente come prima cosa. Eppure, la saldatura ad ultrasuoni svolge un ruolo importante nella produzione di questi prodotti. Come fornitore di tecnologia esperto di attrezzature per la produzione di maschere, Weber Ultrasonics AG ora produce maschere e dispositivi di protezione in Germania. Ciò è stato reso possibile grazie al rapido e deciso supporto di altre aziende e all'impegno dei propri dipendenti.

Gli sforzi per contenere il Covid-19 evidenziano un problema della globalizzazione: la dipendenza da paesi in cui la produzione è più economica per quanto riguarda le attrezzature di protezione personale (DPI). Oltre ai dispositivi di protezione e ai guanti, da allora, a causa della diffusione mondiale del coronavirus SARS-CoV-2, le maschere di protezione respiratoria e chirurgiche (maschere chirurgiche o MNS) sono scarse in Germania e in altri paesi europei. "Dalla pandemia di SARS del 2002/2003 produciamo attrezzature per la produzione di diverse maschere di protezione in tessuto non tessuto, basate su plastiche termoplastiche. La maggior parte di esse viene consegnata a clienti in Asia", riferisce Christian Unser, Chief Sales Officer di Weber Ultrasonics AG. Si tratta di componenti come generatori, booster, convertitori e sonotrodi, nonché impianti completi per la saldatura, laminazione, taglio e punzonatura ad ultrasuoni. Tuttavia, la produzione di maschere proprie non era mai stata un argomento per il produttore di componenti e impianti con sede a Karlsbad, in Baden, fino all'inizio di marzo 2020.

Entrata nella produzione di maschere FFP

Il trigger è stata la richiesta di un cliente del settore meccanico, che a causa delle restrizioni all'esportazione praticamente in tutti i paesi per questi prodotti, non riceveva più le cupole filtranti per le sue maschere filtranti ventilate di livello di protezione FFP2. "Insieme al cliente, abbiamo sviluppato nel più breve tempo possibile un concetto di impianto per la produzione di elementi filtranti tridimensionali. Il cliente ha quindi ordinato subito tre macchine", racconta Christian Unser. Parallelamente, Weber Ultrasonics ha convertito il concetto in una macchina standard per la produzione di maschere di protezione respiratoria complete. Una sfida in questo processo è stato il primo passo – il deep drawing delle maschere. Questo avviene nel cosiddetto riscaldamento a caldo, che richiede uno stampo adeguato, elementi riscaldanti speciali e dispositivi di controllo appropriati. Per poter realizzare rapidamente prototipi, Unser si è rivolto a un concorrente di mercato attivo in questo segmento, che ha prontamente fornito un elemento riscaldante e un dispositivo di controllo. Un secondo è stato procurato dal responsabile della progettazione di Weber Ultrasonics presso il suo precedente datore di lavoro. Lo stampo necessario è stato realizzato da un modellista vicino, partner di lunga data dell'azienda, quasi da un giorno all'altro. "È davvero fantastico come diverse aziende si siano supportate e collaborato spontaneamente", commenta il responsabile delle vendite.

60 maschere all'ora con una macchina

La produzione delle maschere di protezione respiratoria avviene con questa macchina standard in un processo a più fasi. Nel primo passaggio, un tessuto non tessuto di fibra di ago poroso viene modellato come stabilizzatore, uno strato di tessuto meltblown come filtro a particelle e uno strato di spunbond come supporto. Successivamente, i bordi della maschera vengono saldati tramite saldatura ad ultrasuoni. Per farlo, un convertitore ad ultrasuoni trasforma il segnale elettrico generato dal generatore in vibrazione meccanica. Questa viene trasmessa attraverso un booster e uno strumento di saldatura adattato, la sonotrodo, sulla superficie da unire. Grazie al calore di attrito generato, le fibre di tessuto vengono fuse in modo mirato ai bordi, creando un collegamento duraturo e resistente, senza deformarsi. Contemporaneamente, questa tecnologia di connessione affidabile, efficiente dal punto di vista energetico e produttiva, garantisce una superficie morbida e delicata sulla pelle. Dopo il taglio meccanico della maschera, vengono applicati i bordi per l'ancoraggio.

La capacità produttiva dell'impianto standard compatto, dotato di uno stampo monouso, è di circa 60 maschere di protezione respiratoria all'ora. Per le maschere conformi alle normative attuali, si mira alla classe di protezione FFP3 e si sta conducendo un test accelerato per le maschere di protezione respiratoria contro il coronavirus (CPA) in Germania.

Simulazione di avviamento virtuale con gemello digitale per le maschere chirurgiche

Weber Ultrasonics ha anche registrato un aumento significativo della domanda di attrezzature di produzione per le maschere chirurgiche. Le soluzioni dell'azienda in questo settore permettono finora di produrre 200 maschere al minuto. "Stiamo attualmente costruendo con grande impegno un impianto di prova presso di noi, in cui viene utilizzato un nuovo metodo sviluppato per la saldatura ad ultrasuoni continua. Questo ci consente di aumentare la capacità di produzione a 400, forse anche 600 maschere al minuto", spiega Christian Unser. In questa macchina, i passaggi di piegatura del tessuto non tessuto, l'integrazione del ferretto nasale, le saldature longitudinali e trasversali, l'adesione di una fascia elastica di fissaggio e il distacco sono combinati.

Una delle ragioni per la rapida implementazione di questa linea nello stabilimento di Karlsbad sono, tra l'altro, le attuali restrizioni di viaggio. "Dobbiamo mettere in funzione virtualmente gli impianti presso i nostri clienti e, per questo, è importante che abbiamo le stesse prestazioni", afferma Christian Unser. "Questo ha anche l'effetto positivo di permetterci di sviluppare direttamente miglioramenti sull'impianto, di condurre test per i clienti e, soprattutto, di produrre grandi quantità di maschere chirurgiche in modo autonomo".