Medizinische Notfallproduktion: Stäubli steigt ein

Im März 2020 war Frankreich gänzlich unvorbereitet auf die Covid-19-Pandemie. Es mangelte an Handschuhen, Masken und lebenswichtiger Ausrüstung für Menschen mit Atemnot. Industrieunternehmen in der Region Auvergne-Rhône-Alpes begannen damit, schnell einen staatlichen Vorrat an Filtern aufzubauen, die für den Betrieb von Beatmungsgeräten benötigt werden. Ihre Lösung: eine automatisierte Zelle, in der ein Stäubli Vierachser TS2-60 und ein sechsachsiger TX2-90 Hand in Hand arbeiten. Die Anlage wurde innerhalb weniger Wochen konstruiert und realisiert.

Anfang 2020 beobachtete Hervé de Malliard, CEO von MGA Technologies (Civrieux d’Azergues, Rhône), die ersten Anzeichen der Covid-19-Krise. Als Vorsitzender des Ausschusses der französischen Außenhandelsberater der Auvergne-Rhône-Alpes Region ging er davon aus, dass es einen Mangel an medizinischer Ausrüstung geben würde, und setzte sich mit den Gesundheitsbehörden in Verbindung.

„Französische Krankenhäuser hatten nur 5.000 Beatmungsgeräte zur Verfügung. Da die weltweiten Produktionskapazitäten ausgelastet und alle verfügbaren Lagerbestände bereits aufgebraucht waren, hatten wir keine Zeit zu verlieren, um Leben zu retten. MGA stellte eine Liste von 62 Beatmungsgeräteherstellern aus der ganzen Welt zusammen, ermittelte deren Kapazitäten und Lagerbestände, informierte sie über den bevorstehenden Mangel an Verbrauchsgütern und schlug dann der Regierung vor, einen staatlichen Vorrat an Filtern für Beatmungsgeräte anzulegen, um den Bedarf für mehrere Monate oder sogar mehrere Jahre zu decken. Der Staat nahm dieses Angebot unter der Voraussetzung an, dass wir für die industrielle Herstellung dieser medizinischen Geräte die Verantwortung übernehmen und eine 100%ige französische Tochtergesellschaft unterhalten.“

Ein Wettlauf gegen die Zeit

Hervé de Malliard, auch bekannt als Botschafter der „Französischen Fabrik“, half Herstellern und Start-ups bei der Strukturierung der Montageprozesse für die 400 Teile, die für den Bau von Beatmungsgeräten erforderlich sind, und organisierte so die Herstellung einer französischen Lieferkette für bestimmte kritische Komponenten neu. Wenn Grenzen geschlossen werden, ist die Vor-Ort-Versorgung entscheidend.

„Glücklicherweise stellte er fest, dass der Südosten Frankreichs über die für das Projekt erforderlichen industriellen Ressourcen verfügte. Adrien Mithalal, Direktor von PhysioAssist (Aix-en-Provence, Bouches-du-Rhône), wurde uns über das Institut Mérieux vorgestellt. Er brachte sein Wissen über die Entwicklung und Herstellung dieser medizinischen Geräte ein und öffnete uns sein Netzwerk, um die benötigten Materialien zu beschaffen.“

Infiplast, ein Kunststoffhersteller für medizinische Geräte, wurde gebeten, ein kritisches Bauteil für Beatmungsgeräte zu entwerfen, zu testen und herzustellen: das Gehäuse, das den HME-Filter (Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher) enthält.

„Das Unternehmen begann in Zusammenarbeit mit verschiedenen Krankenhäusern mit allen möglichen Materialien zu arbeiten, die es zur Herstellung von Werkzeugen und zur Zulassung der Produkte benötigte.“  — ­Alain Michaud, Fertigungsleiter bei Infiplast (Oyonnax, Ain)

Stäubli nimmt die Herausforderung an

Um schnell auf die staatliche Nachfrage reagieren zu können, musste Infiplast eine eigene Produktionslinie einrichten.

„Wir wandten uns dann an Stäubli, ein weltweit führendes Unternehmen in der Reinraum-Robotik. Deren Firmensitz in Faverges (Haute-Savoie) war ideal für diese Partnerschaft. Die proaktive Reaktion des Unternehmens half uns, in weniger als 10 Wochen eine komplette Anlage von der Konstruktion bis zur Inbetriebnahme auf die Beine zu stellen. Eine Meisterleistung, denn normalerweise nimmt ein solches Projekt mindestens 24 Wochen in Anspruch! Ein echtes Beispiel für den Erfolg einer Teamleistung, die für alle unsere Techniker inspirierend ist.“ — Stéphane Buttin, Vertriebsleiter MGA Technologies

Stäubli reagierte sofort:
„Wir reagierten auf die Anfrage von MGA Technologies und Infiplast innerhalb von 48 Stunden: Wir stellten die Roboter in Rekordzeit zur Verfügung. Unsere neue Scara-Baureihe ist speziell auf den gewünschten Einsatzzweck zugeschnitten. Die geschlossene Struktur dieser Roboter ist für Reinraumumgebungen ausgelegt.“ — Jacques Dupenloup, Vertriebsleiter Frankreich und Benelux

Zeitplan für das Projekt

• 18. März: Zur Unterstützung der Krankenhäuser haben die drei Unternehmen mit der Reorganisation der Herstellung des am dringendsten benötigten medizinischen Bauteil für die Beatmung begonnen: des HME-Filters. Infiplast fertigte innerhalb von drei Tagen einen 3D-Prototypen an und bestellte Vorserien-Spritzgießformen.
• 4. Mai: Die Konstruktion der automatisierten Montage- und Testzelle beginnt.
• 11. Mai: Der HME-Filter erhält seine Marktzulassung (Artikel 59 der europäischen Verordnung 2017/745/EG).
• Anfang Juni: Start der Produktion der Roboterzelle.
• Mitte Juli: Lieferung und Beginn der Filterproduktion in Oyonnax (Frankreich).

Zwei Roboter für eine hocheffiziente Zelle

Vorteile der Produktion

• Kompaktheit: Die Maschine, die an die Gegebenheiten in der Medizintechnik angepasst ist, benötigt nur 8 m² Platz.
• Komplementäre Aufgabenteilung: Der TX2-90 Sechsachser übernimmt die verschiedenen Kunststoffteile für den Filter von der Spritzgießmaschine. Er legt den Gehäuseboden und den Deckel auf einen Drehtisch. Nach dem Einlegen des Schaumstoffs und der Membran setzt der Sechsachsroboter das Gehäuse zusammen und legt es auf die Ultraschall-Schweißstation. Der TS2 Scara-Roboter positioniert dann die Gehäuse für die letzten Arbeitsschritte: Prüfung und Etikettierung. Dabei führt der Vierachser Gutteile zur Verpackung und schleust N.I.O.-Teile aus.
• Qualität: In die automatisierte Produktion ist eine 100-prozentige Qualitätssicherung integriert.
• Geschwindigkeit: Dank der kurzen Zykluszeit entsteht innerhalb weniger Sekunden ein Filter.
• Sauberkeit: Kompatibilität mit spezifischen aseptischen Anforderungen für Reinräume (ISO 7-Zertifizierung).

Vorteil für Menschen
Die Ausführung sich wiederholender und gesundheitsgefährdender Aufgaben durch den Roboter vermeidet in diesem Fall insbesondere Gehörschädigungen, die durch tonale Geräuschbelastungen beim Ultraschallschweißen verursacht werden.

Perspektiven für den biomedizinischen Sektor

Die Mitte Juli in die Produktionslinie von Infiplast integrierte Roboterzelle ermöglichte es, so schnell wie möglich den staatlichen Bestand an HME-Filtern für Beatmungsgeräte in französischen Krankenhäusern aufzubauen. Die Herstellung von Filtern ist nun nachhaltig und wird bald für Kliniken auf internationaler Ebene verfügbar sein.

„Es war wichtig für uns, Teil der nationalen Produktionsoffensive zur Sicherung der Gesundheitsversorgung zu sein. So konnten wir helfen, die industriellen Produktionskapazitäten unseres Landes zu stärken. Wir sind stolz darauf, dass wir zur nationalen Antwort auf Covid-19 beigetragen haben.“ — Alain Michaud, Fertigungsleiter bei Infiplast

Infiplast Beatmungsfilter werden unter der Marke Propium vertrieben. Sie enthalten eine Membran, die eine Kreuzkontamination zwischen dem Patienten und dem Beatmungsgerät verhindert, kombiniert mit einem Schaumstoff, der die in die Lungen des Patienten eingeblasene Luft befeuchtet.