Nachdem Arburg bereits seit Mitte April am Stammsitz in Loßburg, Deutschland, auf Allrounder-Spritzgießmaschinen Schutzbrillen fertigt, hat das Maschinenbauunternehmen nun ein weiteres Projekt gegen die Ausbreitung des Coronavirus ins Leben gerufen: Seit dem 11. Mai werden Mund- und Nasenmasken aus den Komponenten LSR (Liquid Silicone Rubber) und PP (Polypropylen) spritzgegossen. Rund 3.500 dieser multifunktionalen Hightech-Masken können dann unter Serienproduktionsbedingungen voraussichtlich täglich produziert werden. Das Produkt dient zunächst zum Schutz der eigenen Mitarbeitenden weltweit und wird dann schnellstmöglich über den Landkreis Freudenstadt auch an Krankenhäuser und Pflege-Einrichtungen verteilt.
„Wir engagieren uns in verschiedenen Hilfsinitiativen und schieben auch unternehmensinterne Projekte wie diese Mund- und Nasenmaske an. Der Bedarf ist enorm. Wir erhalten konkrete Anfragen etwa von Krankenhäusern und Altenheimen aus der ganzen Region“, so Gerhard Böhm, Arburg-Geschäftsführer Vertrieb, zur aktuellen Situation. „Die hochwertigen und nachhaltigen Masken aus flexiblem LSR und PP haben wir selbst entwickelt und erste Prototypen mit unseren Freeformern additiv gefertigt.
Die LSR-Bauteil- und Werkzeugsimulation erfolgte mithilfe der Software Sigmasoft der Firma Sigma Engineering. In Rekordzeit von nur rund fünf Wochen haben unsere Partner Polar-Form und Foboha die zugehörigen Spritzgießwerkzeuge für die LSR- und die PP-Komponente gebaut, sodass wir nun in Loßburg mit der Serienproduktion beginnen können.“ An der Realisierung der Werkzeugtechnik waren zudem die Firmen Ewikon (Kaltkanal) und Männer (Heißkanal) beteiligt. Weitere Partner waren Barth Mechanik (Greifer) und Packmat (Verpackungstechnik), das Rohmaterial für mehrere 10.000 Masken haben der Chemiekonzern Wacker und Borealis gesponsert.
Multifunktionale Mund- und Nasenmaske
Die flexiblen Masken leisten weit mehr als ein einfacher Stoff-Mundschutz: Das multifunktionale Produkt besteht aus einer weichen LSR-Maske, die über Nase und Mund gestülpt wird, und einem festen PP-Schild mit Ösen zur Befestigung elastischer Bänder. In der Mitte befindet sich ein genormter Anschluss mit Loch (DIN EN ISO 5356-1:2004).Zur Infektionsvermeidung im Alltag, also z. B. für berufliche Besprechungen oder den persönlichen Einkauf im Supermarkt, wird die Öffnung mit einem sogenannten Flow Gate (Ausströmer) verschlossen. Dieser leitet die Atemluft nach unten ab und verringert auf diese Weise deutlich das Ansteckungsrisiko.
In der nächsten Ausbaustufe kann auf die Öffnung ein Filtergehäuse aufgesteckt werden. Schon sehr bald will Arburg auch dieses Bauteil zusammen mit Partnern fertigen. Beteiligt sind bei diesem Projekt die Firmen Wilhelm Weber (Werkzeug), Günther (Heißkanaltechnik), Küfner (Filter), Herrmann Ultraschall (Schweißtechnik) und Packmat (Verpackungstechnik).Durch Einsatz entsprechender FFP2- oder FFP3-Filter können sich z. B. Ärzte und Pflegekräfte in direktem Kontakt mit Erkrankten vor Viren oder Bakterien zuverlässig schützen.
Die Mund- und Nasenmaske besteht aus einer weichen LSR-Maske und einem festen PP-Schild mit Ösen zur Befestigung der elastischen Bänder. Für den Alltagseinsatz kann die Öffnung mit einem sogenannten Flow Gate (Ausströmer) verschlossen werden.
Mindestens 15.000 Masken in der Woche
„Wir gehen davon aus, dass wir im Zweischichtbetrieb mindestens 15.000 dieser Masken in der Woche produzieren. Würden wir rund um die Uhr arbeiten, wären es sogar doppelt so viele“, erklärt Manuel Frick, der als LSR-Experte bei Arburg das Produkt konzeptioniert hat. Dazu werden zwei elektrische Spritzgießmaschinen eingesetzt. Ein Allrounder 570 A mit 2.000 kN Schließkraft fertigt mit einem 4-fach-Werkzeug von Polar-Form im Arburg-Schulungscenter die LSR-Masken, während im Kundencenter gleichzeitig ein Allrounder 470 E Golden Electric mit 1.000 kN Schließkraft und einem 2-fach-Werkzeug von Foboha die zugehörigen PP-Schilde produziert. Die größere Spritzgießmaschine arbeitet mit einer LSR-Dosieranlage von Elmet und einem Sechs-Achs-Roboter von Kuka, der in einem anspruchsvollen Entformungsvorgang die flexiblen Masken aus dem Werkzeug entnimmt und auf ein Förderband ablegt. Die einfachere Handhabung der PP-Schilde übernimmt bei der zweiten Maschine ein lineares Robot-System Multilift Select. Schließlich wird das PP-Schild manuell formschlüssig auf die Silikonmaske gesteckt, diese mit zugehörigen elastischen Bändern komplettiert und verpackt. Durch die Verwendung eines temperfreien LSR kann dieser Schritt ohne störende Produktionsunterbrechung durch ein zeit- und energieaufwendiges Tempern des Bauteils erfolgen.
Erste Kontingente der Mund- und Nasenmasken werden an die eigenen Mitarbeiter weltweit und die maßgeblich beteiligten Partner verteilt. Die weitere Koordination und Verteilung an Krankenhäuser, Pflege-Einrichtungen und Zivilschutzorganisationen übernimmt im nächsten Schritt der Landkreis Freudenstadt.
Die Masken sind für die Mehrfachverwendung konzipiert und lassen sich problemlos sterilisieren. „Für uns war es auch wichtig, die Leistungsfähigkeit von Kunststoffen zu nutzen und ein Produkt zu schaffen, das langfristig verwendet werden kann. So lassen sich Ressourcen schonen“, betont Dr. Thomas Walther, Abteilungsleiter Anwendungstechnik bei Arburg. Das temperfreie LSR-Material vom Typ Elastosil LR 5040 ist nach FDA CFR 21 §177.2600 und BfR XV. „Silicone" für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet und wurde auf Biokompatibilität getestet. Zudem dichtet das LSR gut ab, hat eine hohe Weiterreißbeständigkeit und ist gut sterilisierbar.
Pro Zyklus entstehen vier LSR-Masken, die von einem Sechs-Achs-Roboter entnommen werden. Pro Tag können rund 3.500 der multifunktionalen Hightech-Masken produziert werden.
