Kryzys koronawirusowy łączy różnorodne przedsiębiorstwa w produkcji masek ochronnych

Dla masek ochronnych do oddychania wyprodukowanych zgodnie z normami dla klasy ochrony FFP3 przeprowadzona zostanie przyspieszona kontrola masek ochronnych na koronawirusa (CPA) dla Niemiec. (Źródło obrazu: Weber Ultrasonics AG) / For the respiratory masks produced according to the standards for protection class FFP3, an accelerated inspection of corona virus pandemic breathing protection masks for Germany will be carried out. (Image source: Weber Ultrasonics AG)

Aby móc szybko rozpocząć produkcję masek FFP3, inne firmy dostarczyły niezbędny sprzęt do procesu głębokiego tłoczenia różnych włóknin. (Źródło obrazu: Weber Ultrasonics AG) / In order to be able to start the production of the respirator masks quickly, different other companies supplied equipment for the deep-drawing process of the nonwovens. (Image source: Weber Ultrasonics AG)

Maska oddechowa po głębokim tłoczeniu i zgrzewaniu krawędzi ultradźwiękami. (Źródło obrazu: Weber Ultrasonics AG)

Przy myśleniu o maskach przeciwpyłowych i chirurgicznych, które obecnie są głównie produkowane w Azji, ultradźwięki z pewnością nie przychodzą na myśl jako pierwsze. A jednak ultradźwiękowe zgrzewanie odgrywa ważną rolę w produkcji tych produktów. Jako doświadczony dostawca technologii dla sprzętu do produkcji masek, Weber Ultrasonics AG teraz produkuje maski i ochronę ust i nosa w Niemczech. Umożliwiło to szybkie i energiczne wsparcie innych firm oraz duże zaangażowanie własnych pracowników.

Wysiłki mające na celu ograniczenie Covid-19 ukazują problem globalizacji: zależność w zakresie odzieży ochronnej (PSA) od krajów, w których produkcja jest tańsza. Oprócz odzieży ochronnej i rękawiczek, od czasu globalnego rozprzestrzeniania się koronawirusa SARS-CoV-2 brakuje w Niemczech i innych krajach europejskich masek przeciwpyłowych i chirurgicznych (masek ochronnych na usta i nos). „Od pandemii SARS w 2002/2003 roku produkujemy sprzęt do wytwarzania różnych masek ochronnych z włóknin, opartych na termoplastycznych tworzywach sztucznych”, relacjonuje Christian Unser, dyrektor ds. sprzedaży w Weber Ultrasonics AG. Chodzi tu o komponenty takie jak generatory, boostery, konwertery i sonotrody, a także kompletne linie do zgrzewania, laminowania, cięcia i tłoczenia ultradźwiękami. Jednak własna produkcja masek nigdy nie była tematem w firmie z siedzibą w Karlsruhe w Badenii – aż do początku marca 2020 roku.

Rozpoczęcie produkcji masek FFP

Przyczyną była prośba klienta z branży maszynowej, który z powodu wycofania eksportowych ograniczeń w niemal wszystkich krajach, nie mógł już otrzymać filtrów do swoich specjalnych, wentylowanych masek filtracyjnych klasy FFP2. „Razem z klientem opracowaliśmy w bardzo krótkim czasie koncepcję linii do produkcji trójwymiarowych elementów filtracyjnych. Klient od razu zamówił trzy maszyny”, opowiada Christian Unser. Równocześnie Weber Ultrasonics przekształcił tę koncepcję w standardową maszynę do produkcji kompletnych masek przeciwpyłowych. Jednym z wyzwań był pierwszy etap procesu – głębokie formowanie masek. Odbywa się to w tak zwanym formowaniu na gorąco, które wymaga odpowiedniego narzędzia, specjalnych elementów grzewczych i odpowiednich urządzeń sterujących. Aby szybko móc tworzyć prototypy, Unser zwrócił się do konkurenta na rynku, który również działa w tym segmencie, i spontanicznie udostępnił element grzewczy i urządzenie sterujące. Drugie urządzenie pozyskał kierownik konstrukcji Weber Ultrasonics od swojego byłego pracodawcy. Niepotrzebne narzędzie wyprodukował sąsiedni modelarz i długoletni partner firmy, niemalże z dnia na dzień. „Naprawdę wspaniale jest widzieć, jak różne firmy spontanicznie wspierają się i współpracują”, zauważa dyrektor sprzedaży.

60 masek na godzinę na jedną maszynę

Produkcja masek przeciwpyłowych odbywa się za pomocą tej standardowej maszyny w wieloetapowym procesie. W pierwszym etapie formuje się otwarto porowe włókniny drucianej jako stabilizator, warstwę meltblown jako filtr cząstek oraz warstwę spunbond (spinnvlies) poprzez głębokie formowanie. Następnie krawędzie maski są łączone w procesie zgrzewania ultradźwiękowego. W tym celu konwerter ultradźwiękowy zamienia generowany przez generator sygnał elektryczny na drgania mechaniczne. Są one przenoszone przez booster i dostosowane narzędzie zgrzewające, sonotrodę, na powierzchnię łączonych elementów. Dzięki powstającej podczas tego tarcia ciepła, włókniny topią się celowo na krawędziach, tworząc trwałe połączenie bez odkształceń. Jednocześnie niezawodna, energooszczędna i wydajna technologia zgrzewania zapewnia miękką i przyjazną dla skóry powierzchnię. Po mechanicznym wycinaniu maski, dodawane są jeszcze krawędzie do mocowania.

Wydajność produkcyjna kompaktowej, standardowej linii z jednym narzędziem wynosi około 60 masek przeciwpyłowych na godzinę. Maski spełniające obecne normy dążą do klasy ochrony FFP3, a dla nich przeprowadzane są przyspieszone testy masek przeciwko wirusowi SARS-CoV-2 (CPA) w Niemczech.

Wirtualne uruchomienie z prawdziwym duplikatem dla masek chirurgicznych

Weber Ultrasonics odnotowuje również znaczny wzrost zapotrzebowania na sprzęt do produkcji masek chirurgicznych. Rozwiązania firmy w tym zakresie umożliwiają dotąd produkcję 200 masek na minutę. „Obecnie intensywnie budujemy u nas testową linię, w której stosowana jest nowa metoda ciągłego zgrzewania ultradźwiękowego. Dzięki temu możemy zwiększyć wydajność produkcji do 400, a nawet 600 masek na minutę”, wyjaśnia Christian Unser. W tym urządzeniu łączą się kroki składania włókniny, montażu drążka nosowego, zgrzewania wzdłuż i wszerz, przyklejania elastycznego paska mocującego oraz oddzielania masek.

Jednym z powodów szybkiej realizacji tej linii w zakładzie w Karlsbadzie są między innymi obecne ograniczenia podróży. „Musimy teraz uruchomić linie u naszych klientów wirtualnie, a do tego ważne jest, abyśmy mieli taką samą wydajność”, mówi Christian Unser. „Dodatkowo ma to pozytywny efekt, że możemy bezpośrednio rozwijać nowe rozwiązania, przeprowadzać testy dla klientów i przede wszystkim produkować maseczki chirurgiczne na dużą skalę”, dodaje.