In Großbritannien werden Leben gerettet, nachdem Protolabs mit seinem Express-Werkzeugservice geholfen hat, die Produktion einer lebenswichtigen, im Kampf gegen COVID-19 eingesetzten Atemhilfe auf Hochtouren zu bringen.
„Beispiellos“ ist ein Begriff, der sich in den letzten Wochen fast so schnell verbreitet hat wie die Pandemie selbst, wenn es darum geht, die aktuelle Situation auf der Welt in Worte zu fassen.
Manchmal wird er auch verwendet, um die Kapazitätserhöhung in der Gesundheitsversorgung in ganz Europa zu beschreiben, ob Einrichtung temporärer Covid-19-Krankenhäuser oder Beschaffung von Schutzkleidung für Ärzte und Pflegepersonal.
Auch die entstandene Zusammenarbeit, nicht zuletzt in der Welt der Fertigung, kann als beispiellos bezeichnet werden. Formel-1-Teams, Zulieferer der Luft- und Raumfahrtindustrie, Augmented-Reality-Experten, Designer-Modemarken und zahllose KMU habe ihre Produktion umgestellt, um das ihre beizutragen.
Protolabs gehört zu den Unternehmen, die von Anfang an bei der Bekämpfung der Pandemie mitgemacht haben. Die Fähigkeit des Unternehmens, die Produktionsgeschwindigkeit schnell hochzufahren, spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung der Ventile „Charlotte“ und „Dave“, mit denen Tauchermasken zu Beatmungsmasken umgebaut werden, sowie für eine rasche Entwicklung wichtiger medizinischer Testausrüstung durch AusDiagnostics.
Das Unternehmen, das an seiner europäischen Firmenzentrale in Telford, England 450 Mitarbeiter beschäftigt, hat sich auch der Kooperation zwischen Mercedes AMG High Performance Powertrains (HPP) und dem University College London angeschlossen, um sie bei der Entwicklung ihres CPAP-Geräts zu unterstützen.
„CPAP“ steht für Continuous Positive Airway Pressure oder kontinuierliche Überdruckbeatmung und hilft Coronavirus-Patienten mit einer Lungenentzündung beim Atmen. Das CPAP-System ist das Resultat einer Rund-um-die-Uhr-Gemeinschaftsanstrengung, durch die mittels Reverse Engineering ein Teil entstand, das schnell in Tausender-Stückzahlen gefertigt werden konnte.
Dank des Engineering-Know-hows von Mercedes AMG HPP und UCL vergingen weniger als 100 Stunden von der ersten Besprechung bis zur Herstellung des ersten Geräts zur Bewertung und Zulassung, die Ende März erfolgte.
Die britische Regierung gab 10.000 CPAP-Geräte in Auftrag, und die Serienproduktion begann. Protolabs sollte zwei neue Werkzeuge zur Herstellung von 10.000 Halterungen produzieren, mit denen das Gerät neben dem Patientenbett angebracht werden kann.
Gleichzeitig wünschte das Einkaufsteam von Mercedes MG HPP auch ein drittes Werkzeug zur Herstellung einer Schutzkappe für den Lufteingang.
„Schnelligkeit war für dieses Projekt von höchster Bedeutung, da wir das CPAP-System so bald wie möglich an den Gesundheitsdienst NHS liefern musste“, erklärte Baninder Kaur, Strategic Account Manager bei Protolabs und federführendes Mitglied des Teams, das mit Mercedes AMG HPP arbeitet.
„Innerhalb weniger Stunden nach der Anfrage hatten wir ein spezielles Design- und Fertigungsteam mobilisiert, das den Entwurf der Halterungen auf seine Machbarkeit analysierte und Ratschläge zur Einhaltung der knappen Fristen gab.“
Sie fuhr fort: „Dies führte zu vier schnellen Iterationen, einer Verifizierung des Materials für beide Teile und der Entscheidung, die Halterung mit zwei Werkzeugen herzustellen, sodass wir die Herstellungszeit durch parallele Produktion verkürzen konnten.
Auch bei der Kappe wurden ein paar kleine Anpassungen vorgenommen. Unsere Ingenieure erwogen die Möglichkeit, eine Form mit zwei Kavitäten zu verwenden, um den erforderlichen Ausstoß von 1.100 Teilen pro Tag zu erzielen. Vor allem würde dies dem Kunden auch vollständige Kontrolle hinsichtlich der Genauigkeit ermöglichte, was im medizinischen Sektor von kritischer Bedeutung ist.“
Protolabs stellte ein 20-köpfiges Team zusammen, das gemeinsam mit Mercedes AMG High Performance Powertrains die Spritzgusswerkzeuge in nur drei Tagen entwickeln sollte.
Die Teile wurden mit der urheberrechtlich geschützten Software von Protolabs analysiert, zunächst für das Angebot und dann zur Durchführung der Preiskalkulation und der Machbarkeitsanalyse. Die automatisierte Bearbeitungszeit wurde berechnet und nach manueller Prüfung im Hinblick auf die Dringlichkeit der Aufträge weiter verkürzt.
Bei Erteilung des Auftrags wurde ebenfalls unter Einsatz von Software das Werkzeug entworfen. Danach wurde mithilfe von Mouldflow die optionale Position für die Angusskanäle bestimmt. So wurden der Formschluss und separate Komponenten für die Werkzeuge erstellt.
Es folgte die Erarbeitung der Werkzeugwege der verschiedenen Hartmetall-Schneidwerkzeuge für die Kavitäten. Dann wurden die Steuerprogramme erstellt und an die für die Fertigung bestimmten 3-Achs-CNC-Fräszentren übermittelt.
Beschleunigte Produktion
Die ersten Musterteile aus mit 30 % Glasfaser verstärktem Nylon und Acetal-Copolymer wurden zur Prüfung verschickt. Nach erfolgreichem Resultat wurde die Produktion von 1.100 Stück jeder Komponente pro Tag vereinbart.
Protolabs begann mit dem Spritzgießen am Abend des 9. April, und dank einer Zeit- und Bewegungsstudie fand das Fertigungsteam sofort Möglichkeiten, die Zykluszeit zu optimieren.
Die Mitarbeiter erklärten sich bereit, den Produktionsprozess auch über die Osterfeiertage zu unterstützen, damit alle Pausen abgedeckt waren und das gesamte Volumen innerhalb von 72 Produktionsstunden fertiggestellt werden konnte. Die Teile wurden zu fünf verschiedenen Zeiten abgeholt, um die laufende Fertigung bei Mercedes AMG HPP zu unterstützen.
Nach der Montage wurden die CPAP-Geräte und die Ausrüstung an 250 Krankenhäuser im ganzen Vereinigten Königreich geliefert, damit COVID-19-Patienten weiterhin bestmöglich versorgt werden konnten.
Zusammenfassend erklärte Bjoern Klaas, Vice President und Managing Director von Protolabs EMEA:
„Die Mitarbeiter von Protolabs spielen auch weiterhin eine zentrale Rolle dabei, uns zu helfen, den Bedarf unserer Kunden in dieser generationsprägenden Zeit nachzukommen. Ich bin außerordentlich stolz auf das von allen gezeigte Engagement und Know-how und es erfüllt mich mit Demut, dass wir auf unsere Weise Ärzten und Pflegepersonal helfen können, Leben zu retten.“
Kundenzitat
„Diese lebensrettenden Geräte sind für den NHS unerlässlich, um Patienten ohne Intubation beatmen zu können und den Bedarf an Intensivbetten und -personal zu reduzieren.
Es ist eine phänomenale Leistung, dass sie nur zwei Wochen nach Herstellung des ersten Prototyps bei Krankenhäusern angeliefert wurden. Das zeigt, was möglich ist, wenn Universitäten, Krankenhäuser und Industrie zum Wohl des ganzen Landes zusammenarbeiten.“
Professor David Lomas, UCL Vice Provost Health.
www.protolabs.de
