Aufgrund der Silikonlippe bietet die neue Maske sicheren Atemschutz und Tragekomfort. Die Filter lassen sich in das langlebige Gehäuse einfach einklipsen.
Bilder: alle Engel

Aufgrund der Silikonlippe bietet die neue Maske sicheren Atemschutz und Tragekomfort. Die Filter lassen sich in das langlebige Gehäuse einfach einklipsen.
Bilder: alle Engel

Bei der Entwicklung dieser neu-artigen Premiummaske lag das Augenmerk auf den Aspekten Tragekomfort, Atemluftqualität und Umweltschutz“, erklärt Christian Hefner, CEO von ACH Solution. Mask Buddy lautet der Name des neuen Produkts und zugleich der Firma, die ACH Solution für die Produktion und den Vertrieb der Masken gegründet hat. Produktionsstandort ist der gemeinsame Firmensitz in Fischlham. „Das Maskengehäuse ist über viele Jahre einsetzbar, die Filter lassen sich sehr einfach wechseln. Damit reduziert sich deutlich der Abfall, der mit herkömmlichen FFP2-Masken anfällt“, führt Andreas Penninger, Leiter der Anwendungstechnik von ACH Solution, weiter aus. Den hohen Tragekomfort verdankt der neue Maskentyp dem Werkstoff Silikon. Die Maske schließt zum Gesicht mit einer weichen, hautverträglichen Silikonlippe ab, die sich den Konturen exakt anpasst. Da die Atemluft zuverlässig nach unten abgeleitet wird und nicht nach oben entweichen kann, beschlägt weder die Brille noch trocknen die Augen aus.
Um innerhalb kurzer Zeit große Stückzahlen produzieren zu können, investierte das Unternehmen in zwei neue Spritzgießmaschinen von Engel, beide ausgerüstet mit einem Engel Viper
Linearroboter. Die weitere Automatisierung sowie die LSR-Dosiertechnik kommen aus dem eigenen Haus. Als Systemanbieter besitzt der Kunststoffverarbeiter viel Erfahrung bei effizienten Produktionsprozessen, was es dem Unternehmen ermöglicht, kurzfristig auf Trends zu reagieren. Seit Beginn der Pandemie werden in den Produktionswerken des Maschinenbauers aus Schwertberg Covid-19-relevante Projekte mit bevorzugter Priorität bearbeitet.

Mit hoher Flexibilität produzieren

Insgesamt werden vier Teile der Premiummaske im Spritzguss produziert: Die beiden Filtergehäusehälften, das Ventil und der Ventilverschluss, der überall dort zum Einsatz kommt, wo eine noch höhere Schutzstufe vorgeschrieben ist oder das regional gültige Pandemiegesetz keine Masken mit Ausatemventil zulässt.

Die Maskengehäuse aus Polycarbonat werden zum Anspritzen der LSR-Lippe der zweiten Spritzgießmaschine zugeführt.
Bild: Engel

Die Maskengehäuse aus Polycarbonat werden zum Anspritzen der LSR-Lippe der zweiten Spritzgießmaschine zugeführt.
Bild: Engel

Flexibilität lautet die zentrale Anforderung, nicht nur beim Design der Masken, sondern auch beim Auslegen der neuen Produktionszelle. Die beiden neuen Spritzgießmaschinen – eine E-Victory 120 und eine E-Victory 160 – sind für das Verarbeiten von sowohl Flüssigsilikon (LSR) als auch Thermoplasten ausgelegt. Sie können somit flexibel – gegebenenfalls auch mit anderen Produkten oder zum Abmustern von Werkzeugen – eingesetzt werden.
Die Hartkomponenten der Maske bestehen aus Polycarbonat. Außer der Dichtlippe werden auch das Ventil und der Ventilverschluss aus Silikon produziert. „In nicht einmal zwei Stunden können wir die Maschinen von dem einen auf das andere Material umrüsten“, sagt Penninger. Dafür wird die Plastifiziereinheit getauscht und die Steuerung angepasst. „Im Grunde ist eine Thermoplastmaschine eine abgespeckte LSR-Maschine“, ergänzt Hefner mit einem Augenzwinkern. Die LSR-Verarbeitung erfordert einige zusätzliche Komponenten wie eine Vakuumpumpe, eine Nadelverschlussansteuerung oder ein Dosiersignal. Der Spritzgießmaschinenbauer stellt dafür sowohl die Hardware als auch die Software bereit, wobei sich die einzelnen Funktionen in der CC300 Steuerung der Maschinen sehr einfach aktivieren und deaktivieren lassen.

Der Roboter entnimmt die Fertigteile und platziert die Vorspritzlinge in den vier Kavitäten für die Silikonverarbeitung.
Bild: Engel

Der Roboter entnimmt die Fertigteile und platziert die Vorspritzlinge in den vier Kavitäten für die Silikonverarbeitung.
Bild: Engel

Spannend ist vor allem das Maskengehäuse, jener Teil, der beim Tragen dem Gesicht zugewandt ist. In einem ersten Schritt werden die Gehäusegrundkörper auf der E Victory Maschine mit 120 t Schließkraft in einem Vierfachwerkzeug aus Polycarbonat gespritzt. Über einen Vereinzeler werden die Vorspritzlinge der zweiten Produk-tionszelle zugeführt und kameraunterstützt ausgerichtet, sodass der Knickarmroboter die Teile in der korrekten Orientierung aufnehmen und an die Zentrierstation mit vier Ablagepositionen übergeben kann. Von dort übernimmt der Linearroboter. Er platziert das Viererset im Werkzeug der 160-Tonnen-Maschine, wo in einem zweiten Spritzgießschritt die Maskengehäuse mit der Silikonlippe versehen werden. Der Viper entformt die fertigen Zwei-Komponententeile und taktet sie über ein Förderband aus der Produktionszelle aus.
Die Masken werden vor Ort montiert, mit einem elastischen Fixierband versehen und verpackt. Von Fischlham aus beliefert Mask Buddy Gesamteuropa und einen Teil der USA. Weitere Regionen werden vom Partnerunternehmen und Lizenzgeber PPC in Australien abgedeckt.
„Wir haben mit Mask Buddy viel vor“, sagt Hefner. Der Schutz vor Viren ist nur eine von vielen möglichen Einsatzfällen. Auch als Staubschutzmaske zum Beispiel in der Industrie und im Baugewerbe bietet Mask Buddy gegenüber herkömmlichen Masken dieser Schutzklasse mehr Schutz und mehr Komfort. Zum Start wird eine Einheitsgröße – medium size – produziert, die Diversifizierung ist aber in Vorbereitung. „Über Werkzeugwechseleinsätze können wir binnen Kürze Masken in den Größen small und large produzieren“, so Hefner. „Die Kapazität ist vorhanden. Wir können die Produktion jederzeit auf bis zu eine Million Masken pro Jahr hochfahren.

Stabil und reproduzierbar produzieren

Flexibilität ist für ACH Solution das tägliche Geschäft. „Als Werkzeugbauer können wir nie sagen, was als nächstes auf unseren Maschinen läuft“, so Hefner. Zum Bemustern setzt ACH Solu-tion bereits seit vielen Jahren Spritzgießmaschinen aus Schwertberg mit unterschiedlichen Schließkräften ein. Holmlose Spritzgießmaschinen, zu denen auch die Maschinen der E-Victory Baureihe gehören, werden bevorzugt, denn sie unterstützen optimal eine flexible Produktion. Da keine Holme stören, lassen sich auch sehr große und komplexe Werkzeuge einfach und bequem aufspannen, ohne Kernzüge oder andere Funktionselemente demontieren zu müssen. Dies beschleunigt die Rüstprozesse und erhöht die Produktivzeit der Maschinen. Weitere Anforderungen an die Spritzgießmaschinen sind eine hohe Reproduzierbarkeit und Prozessstabilität. Auch das gilt für beide Geschäftsbereiche, das Abmustern von Werkzeugen sowie die Maskenproduktion. „Wir produzieren über viele Stunden mannlos“, so Penninger, „da müssen wir uns darauf verlassen können, dass Schuss für Schuss Gutteile die Maschinen verlassen.“
Verschiedene Faktoren zahlen in die hohe Präzision dieses Maschinentyps ein. Hierzu gehören die elek-trischen Spritzeinheiten der Hybridmaschinen ebenso wie die besondere Konstruktion der holmlosen Schließeinheit, die über den gesamten Spritzgießzyklus die Werkzeugaufspannplatten exakt parallel zueinander hält. Hinzu kommen die Force Divider, die die Schließkraft gleichmäßig über die Werkzeugaufspannplatten verteilen.
Für ein zusätzliches Plus an Sicherheit arbeiten die Maskenwerkzeuge mit Servoshot 2G. Das vom Werkzeugbauer entwickelte elek-trische Nadelverschlusssystem macht es möglich, jeden Nadelverschluss einzeln anzusteuern, um den Füllgrad über alle Kavitäten während des gesamten Produktionsprozesses konstant zu halten. Der Prozess regelt sich selbst und sorgt für eine konstant hohe Produktqualität.

Ein eingespieltes Team: Leopold Praher von Engel Austria, Christian Hefner und Andreas
Penninger von ACH Solution (von links).
Bild: Engel

Ein eingespieltes Team: Leopold Praher von Engel Austria, Christian Hefner und Andreas Penninger von ACH Solution (von links).
Bild: Engel

Über Maschinensteuerung Gesamtprozess im Griff

Servoshot 2G und das Werkzeug liefern wichtige Prozessdaten, die der Kunststoffverarbeiter speichert und für die kontinuierliche Prozessoptimierung nutzt. „Die Vernetzung der Systeme ist für uns sehr wichtig, für die Flexibilität, aber auch die Reproduzierbarkeit“, sagt Hefner. „Über OPC UA können wir unsere intelligente Werkzeugtechnik und Peripherie mit der intelligenten Spritz-gießmaschine verbinden. Wir hoffen, dass sich OPC UA als Standard noch schneller durchsetzt.“ Für die Anbindung der LSR-Dosiertechnik über OPC UA gibt es bereits eine Euromap-Empfehlung. So lässt sich bereits heute der Gesamtprozess über die CC300 Steuerung der E-Victory Maschinen einsehen, steuern und dokumentieren.
Seit vielen Jahren arbeiten die Unternehmen zusammen. Bei zahlreichen Projekten sind sie Entwicklungspartner. „Wir profitieren von den kurzen Wegen zueinander und von schnellen Entscheidungen“, sagt Christian Hefner. „Wir sind ebenso wie Engel sehr stark innovations- und technologiegetrieben. Das verbindet.“