Mercedes-AMG HPP e UCL: dispositivo CPAP in urgenzia
Il servizio produzione rapida di Protolabs ha contribuito a salvare vite umane nel Regno Unito, aiutando a incrementare i volumi di produzione di un importante dispositivo di ventilazione respiratoria usato nella lotta al COVID-19.
Negli ultimi tempi, l’espressione “senza precedenti” è stata ampiamente utilizzata nei media per descrivere l’impatto della pandemia da COVID-19, nel tentativo di dare un senso a una situazione che ha messo in ginocchio il mondo intero.
Anche le misure adottate in tutta Europa per tentare di massimizzare le capacità di assistenza dei servizi sanitari nazionali sono state talvolta descritte come “senza precedenti”. I vari paesi colpiti dalla crisi non hanno infatti esitato a costruire ospedali temporanei o centri logistici per la distribuzione di DPI, per fare in modo che il personale in prima linea fosse equipaggiato con tutte le necessarie protezioni contro il virus.
La crisi ha inoltre innescato iniziative di collaborazione altrettanto inedite, specie nell’industria manifatturiera. Scuderie di Formula Uno, aziende del settore aerospace, esperti di realtà aumentata, case di moda e un numero infinito di PMI hanno infatti deciso di sfruttare le proprie capacità produttive per fornire aiuti di varia natura.
Grazie alla sua capacità garantire la rapidità dei processi di fabbricazione, Protolabs riveste un ruolo importante nella produzione delle valvole Charlotte/Dave che permettono di trasformare le maschere da sub in respiratori di emergenza; inoltre, ha reso possibile la realizzazione rapida dei kit diagnostici forniti da AusDiagnostics.
L’azienda di Novara con stabilimenti produttivi in Germania e Regno Unito ha anche unito le forze con Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) e University College London (UCL) per supportare lo sviluppo di un dispositivo CPAP (Continuos Positive Airway Pressure).
Questo sistema di ventilazione meccanica a pressione positiva continua è stato ideato per aiutare i pazienti affetti da coronavirus con infezione polmonare a respirare più facilmente. L’iniziativa è frutto di un progetto condiviso finalizzato a reingegnerizzare un dispositivo già esistente in modo tale da consentirne la produzione di migliaia di unità in tempi rapidi.
Le eccezionali competenze tecniche di Mercedes-AMG HPP e UCL hanno permesso di ridurre a 100 il numero di ore necessarie per arrivare dal primo incontro alla fabbricazione del primo dispositivo da sottoporre a valutazione e approvazione, ottenuta a fine marzo.
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Sviluppare uno stampo, entro tempistiche estremamente ridotte, da usare per la fabbricazione di staffe e di un tappo per il nuovo sistema CPAP di Mercedes-AMG HPP e University College London (UCL), destinato al trattamento di pazienti affetti da COVID-19.
È stato istituito un team incaricato dell’analisi di fattibilità, il quale ha suggerito la realizzazione di un sistema a doppio stampo per consentire la fabbricazione simultanea delle staffe, oltre a proporre stampi a due cavità per il tappo.
In soli tre giorni lavorativi sono stati fabbricati tre modelli distinti mediante stampaggio a iniezione, mentre il servizio di fabbricazione rapida di Protolabs ha permesso di rispettare i volumi di produzione giornalieri prestabiliti. Il tempo trascorso tra la richiesta iniziale e la consegna di tutti i componenti è stato di soli 14 giorni. |
Il Governo britannico si è successivamente impegnato all’acquisto di 10.000 dispositivi CPAP, decretando l’avvio del processo di fabbricazione. A Protolabs è stato chiesto di occuparsi della realizzazione di due nuovi stampi per la produzione di diecimila staffe che permettessero il fissaggio del dispositivo vicino al letto del paziente.
L’ufficio vendite di Mercedes-AMG HPP ha inoltre richiesto un terzo utensile, questa volta per realizzare un tappo in grado di proteggere l’ingresso dell’aria.
“La velocità era un fattore di fondamentale importanza per questo progetto, poiché dovevamo a tutti i costi far sì che i nuovi sistemi CPAP fossero messi a disposizione del servizio sanitario nazionale,” ha spiegato Baninder Kaur, Strategic Account Manager presso Protolabs nonché punto di riferimento chiave nella collaborazione con Mercedes-AMG HPP.
“Entro poche ore dalla prima telefonata avevamo già mobilitato un team di design e fabbricazione dedicato, che si facesse carico dell’analisi di fattibilità della staffa e offrisse suggerimenti su come rispettare le rigide e imminenti scadenze del progetto.”
“Abbiamo dunque apportato quattro migliorie al design, verificato i materiali per entrambi i componenti e deciso di fabbricare la staffa utilizzando due utensili distinti, al fine di ridurre le tempistiche facendo ricorso a due processi di fabbricazione simultanei,” ha proseguito.
“Il tappo è poi stato sottoposto ad alcune lievi modifiche e i nostri tecnici hanno esplorato la possibilità di usare un unico stampo con due cavità, allo scopo di consentire la produzione di 1100 unità giornaliere. Inoltre, un tale approccio avrebbe dato al cliente un controllo completo del progetto dal punto di vista del grado di precisione, essenziale quando si lavora col settore medico.”
Protolabs ha istituito un team di 20 tecnici per gestire la collaborazione con Mercedes-AMG High Performance Powertrains e consentire, in soli tre giorni, la realizzazione di utensili mediante stampaggio a iniezione.
Le parti sono state analizzate con l’ausilio del software proprietario Protolabs, prima per il calcolo del preventivo e poi per effettuare l’analisi di fattibilità. Le tempistiche di fabbricazione, inizialmente calcolate automaticamente, sono poi state prioritarizzate al fine di soddisfare il carattere urgente della richiesta.
Una volta trasmesso l’ordine, il software è stato utilizzato una seconda volta per la progettazione dell’utensile, dopo aver fatto ricorso al software Moldflow per stabilire il posizionamento ideale dei punti di accesso del materiale. In questo modo è stato possibile creare la chiusura e i componenti individuali dello stampo.
Il passo successivo prevedeva la definizione dei percorsi di lavorazione dello stampo mediante varie frese al carburo, prima di passare alla creazione dei controlli numerici da trasmettere ai centri di fresatura CNC a 3 assi incaricati del processo di fabbricazione.
Incremento dei volumi di produzione
I campioni iniziali, realizzati in nylon caricati con il 30% di fibra di vetro e copolimero di acetale, sono stati dunque sottoposti a ispezione; una volta confermato l’esito positivo del controllo, è stato concordato un ciclo di produzione di 1100 unità al giorno per ciascun componente.
Protolabs ha avviato il processo di stampaggio la sera del 9 aprile e, grazie a un’analisi dei tempi e dei movimenti, il team ha immediatamente identificato alcune modalità per ottimizzare il ciclo produttivo.
Lo staff ha voluto continuare a supportare il processo di produzione anche durante le festività di Pasqua, assicurando la continuità del ciclo di lavoro (anche durante le pause) per completare i volumi previsti in sole 72 ore di fabbricazione complessive. Durante questo periodo, le parti sono state ritirate a cinque intervalli predefiniti, al fine di supportare le attività di produzione a carico di Mercedes-AMG HPP.
Una volta assemblati, i dispositivi e i sistemi CPAP sono stati inviati a 250 ospedali del Regno Unito per aiutare il personale di prima linea a fornire trattamenti il più possibile efficaci ai pazienti affetti da COVID-19.
Bjoern Klaas, Vice President & Managing Director of Protolabs EMEA, ha concluso:
“Il team Protolabs continua a svolgere un ruolo fondamentale, aiutandoci a soddisfare i requisiti dei nostri clienti in un momento epocale. Sono davvero fiero dell’impegno e delle competenze dimostrate da tutti coloro che hanno preso parte a questa importante iniziativa. E non posso che essere fiero del fatto che anche noi, nel nostro piccolo, abbiamo potuto aiutare il personale di assistenza a salvare vite umane.”
Citazione cliente
“Questi dispositivi salvavita rappresentano un aiuto fondamentale per il sistema sanitario nazionale, poiché permettono di ridurre l’utilizzo di ventilatori polmonari e contenere la domanda di posti letto e personale di terapia intensiva.
“Il fatto che i dispositivi siano potuti arrivare negli ospedali soltanto due settimane dopo la realizzazione del primo prototipo rappresenta una conquista eccezionale. È una chiara dimostrazione di cosa siano in grado di fare università, ospedali e aziende quando decidono di lavorare insieme nel nome di una causa comune.”
Professor David Lomas, UCL Vice-direttore della facoltà di medicina