Corona-crisis brengt diverse bedrijven samen voor de productie van beschermmaskers

De ademhalingsmaskers die volgens de normen voor beschermingsklasse FFP3 zijn vervaardigd, worden onderworpen aan een versnelde controle van corona-virus-pandemische ademhalingsbeschermingsmaskers (CPA) voor Duitsland. (Beeldbron: Weber Ultrasonics AG) / Voor de ademhalingsmaskers die volgens de normen voor bescherming klasse FFP3 zijn geproduceerd, wordt een versnelde inspectie van corona-virus-pandemische ademhalingsbeschermingsmaskers voor Duitsland uitgevoerd. (Beeldbron: Weber Ultrasonics AG)

Om snel met de productie van de FFP3-maskers te kunnen beginnen, leverden andere bedrijven de benodigde apparatuur voor het dieptrekken van de verschillende non-wovens. (Bron afbeelding: Weber Ultrasonics AG)

De maskers na het dieptrekken en lassen van de randen met ultrasoon. (Beeldbron: Weber Ultrasonics AG) / Het ademhalingsmasker na dieptrekken en lassen van de randen met ultrasoon. (Beeldbron: Weber Ultrasonics AG)

Bij de gedachte aan ademhalingsbeschermers en operatiemaskers, die momenteel vooral in Azië worden geproduceerd, denkt men waarschijnlijk niet meteen aan ultrasoon lassen. En toch speelt ultrasoon lassen een belangrijke rol bij de productie van deze producten. Als ervaren technologieaanbieder voor apparatuur voor de maskermakerij produceert Weber Ultrasonics AG nu in Duitsland maskers en mondbeschermers. Dit werd mogelijk gemaakt door de snelle en daadkrachtige ondersteuning van andere bedrijven en de grote inzet van de eigen medewerkers.

De inspanningen om Covid-19 in te dammen, maken een probleem van de globalisering duidelijk: de afhankelijkheid van landen waar persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) goedkoper worden geproduceerd. Naast beschermkleding en handschoenen zijn sinds de wereldwijde verspreiding van het coronavirus SARS-CoV-2 ademhalingsbeschermers en operatiemaskers (mond-neusbeschermers of MNS) in Duitsland en andere Europese landen schaars geworden. „Sinds de SARS-pandemie 2002/2003 produceren wij apparatuur voor de vervaardiging van verschillende beschermmaskers uit non-wovens die gebaseerd zijn op thermoplastische kunststoffen,“ vertelt Christian Unser, Chief Sales Officer bij Weber Ultrasonics AG. Hiermee worden vooral componenten geleverd zoals generators, boosters, converters en sonotroden, evenals complete systemen voor lassen, lamineren, snijden en stansen met ultrasoon. Een eigen maskermakerij was echter nooit een onderwerp bij de in het Zwarte Woud gevestigde componenten- en systeembouwer – tot begin maart 2020.

Start van de productie van FFP-beschermmaskers

De aanleiding was een aanvraag van een klant uit de machinebouw, die vanwege de in bijna alle landen opgelegde exportbeperkingen geen filterdoppen meer kreeg voor zijn speciale, geventileerde filtermaskers met beschermingsniveau FFP2. „Samen met de klant hebben we binnen korte tijd een systeemconcept ontwikkeld voor de productie van de driedimensionale filterelementen. De klant heeft meteen drie machines besteld,“ vertelt Christian Unser. Tegelijkertijd zette Weber Ultrasonics het concept om in een standaardmachine voor de productie van complete ademhalingsbeschermers. Een uitdaging daarbij was de eerste processtap – het dieptrekken van de maskers. Dit gebeurt in het zogenaamde warmvormen, waarvoor een passend gereedschap, speciale verwarmingselementen en bijbehorende besturingssystemen nodig zijn. Om snel prototypes te kunnen maken, wendde Unser zich tot een marktgenoot die ook actief is in dit segment en die spontaan een verwarmingselement en een besturingsunit beschikbaar stelde. Een tweede werd door de constructieleider van Weber Ultrasonics bij zijn voormalige werkgever aangeschaft. Het benodigde gereedschap werd door een nabije modelbouwer en langdurige partner van het bedrijf bijna overnacht vervaardigd. „Het is echt geweldig hoe verschillende bedrijven hier spontaan ondersteunen en samenwerken,“ merkt de salesdirecteur op.

60 maskers per uur met één machine

De productie van ademhalingsmaskers gebeurt met deze standaardmachine in een meerstaps proces. In de eerste stap worden een opengeporieerd naaldvlies als stabilisator, een laag meltblown-vlies als partikelfilter en een laag spunvlies (Spun-Bond) door dieptrekken in vorm gebracht. Vervolgens worden de randen van het masker verbonden in een ultrasoonlasproces. Hiervoor zet een ultrasoonomzetter het elektrische signaal van de generator om in mechanische trilling. Deze wordt via een booster en een aangepast lasgereedschap, de sonotroden, overgedragen op het te verbinden oppervlak. Door de wrijvingswarmte die daarbij ontstaat, smelten de vliesstoffen doelgericht aan de randen en vormen ze een duurzame verbinding zonder te vervormen. Tegelijk zorgt de betrouwbare, energie-efficiënte en productieve verbindings-technologie voor een zachte en huidvriendelijke afwerking. Na het mechanisch uitstanzen van het masker worden nog banden voor bevestiging aangebracht.

De productiecapaciteit van de compacte standaardinstallatie met één mal ligt op ongeveer 60 ademhalingsmaskers per uur. Voor de volgens de actuele normen vervaardigde maskers wordt de beschermingsklasse FFP3 nagestreefd en wordt een versnelde test uitgevoerd voor corona-virus-pandemische ademhalingsmaskers (CPA) in Duitsland.

Virtuele ingebruikname met echte digitale tweeling voor operatiemaskers

Een duidelijk gestegen vraag registreert Weber Ultrasonics ook naar productiemateriaal voor operatiemaskers. De oplossingen van het bedrijf in dit segment maken momenteel de productie van 200 maskers per minuut mogelijk. „Voor deze toepassing bouwen we momenteel met hoge druk een proefinstallatie bij ons op, waarin een nieuw ontwikkeld proces voor continu ultrasoonlassen wordt ingezet. Daarmee kunnen we de productiecapaciteit verhogen tot 400, misschien zelfs 600 maskers per minuut,“ legt Christian Unser uit. In deze machine zijn de stappen vouwen van het vlies, integratie van de neusbrug, langslangs- en dwarslas, het aanlassen van een elastisch bevestigingsband en het scheiden van de maskers samengebracht.

Een reden voor de snelle implementatie van deze installatie in de fabriek in Karlsbad zijn onder andere de huidige reisbeperkingen. „We moeten de systemen bij onze klanten nu virtueel in bedrijf stellen en daarvoor is het belangrijk dat we hier dezelfde prestaties leveren,“ aldus Christian Unser. „Dat heeft bovendien het positieve effect dat we doorontwikkelingen direct aan de installatie kunnen doorvoeren, tests voor klanten kunnen uitvoeren en vooral ook zelf grote aantallen operatiemaskers kunnen produceren.“