Covid-19: Faceshield-Produktion für die Zweibrücker Feuerwehr

MPCNC für die 0,8mm PET-Folie, der 3D-Drucker für die RC3 Halter: Die Kombination ist (fast) unschlagbar für die Faceshield Produktion in meinem Hobbykeller.

Am Sonntag, 29. März 2020, veröffentlichte die Freiwillige Feuerwehr Zweibrücken auf Facebook einen Aufruf zur Mithilfe: Wer einen 3D-Drucker in der Umgebung hat, möge doch bitte bei der Produktion von Gesichtsmasken mithelfen. Die „Faceshields“ werden von medizinischem Fachpersonal und Arbeitnehmern in Branchen mit Kundenkontakt, zusätzlich zu den Atemschutzmasken verwendet. Sie helfen das Gesicht vor Tröpfcheninfektionen weiter abzuschirmen. Ganz praktisch gespochen: Nieströpfchen in Richtung Gesicht, können nur schwerer aufs Gesicht gelangen und so schlechter, beispielsweise beim Atemschutzmaskenwechsel, in die Atemwege gelangen – allerdings sind die Faceshields nicht geprüft, nicht zertifiziert und es können keinerlei Eigenschaften zugesichert werden. Die Gesichtsmasken können mit bestimmten Desinfektionsmitteln behelfsmäßig desinfiziert werden, über welche die Empfänger der Gesichtsmasken in einem beiliegenden Schreiben informiert werden. Da es sich um eine hobbymäßige Heimproduktion von vielen freiwilligen Helfern handelt, kann keinerlei Haftung für die Eigenschaften der Faceshields übernommen werden.

0,8 mm PET-Folie, gefräst mit meiner Selbstbau-MPCNC, grüne 3D-Teile vom Dremel 3D20

Als Basis für die Schildproduktion dienen die Vorlagen von Prusa (einem führenden 3D-Drucker Hersteller und Entwickler), aktuell in der Version RC3. Ich finde das Projekt klasse.

Nach einem ersten Chat am Montag mit den Organisatoren war schnell klar: Nicht nur Unterstützung bei den 3D-Teilen, sondern auch bei den eigentlichen Folien wird gebraucht. Mein 3D Drucker läuft jetzt (fast) im 24h Modus… Standard. Richtig spannend ist aber die Produktion der Folien. Außer der Bau- und Möbeltischlerei Eckerlein mit ihrer professionellen CNC-Maschine, und jetzt mir, beteiligt sich aktuell kein Unternehmen/Maker am „Hightech Standort Südwestpfalz“ an der Produktion der Scheiben…

Wenn also jemand weitere Unternehmen/Maker mit CNC Fräsen oder idealerweise Lasercuttern hier in der Region kennt, sprecht sie bitte darauf an.
Die Organisation des MakerVsVirus-Hubs Zweibrücken läuft über Matthias Danner, Tel. +49 157 773 319 94.

Fräsen oder Schneiden? Erst mal Fräsen

Zusammen mit einem erfahrenen Maschinenbauingenieur der freiwilligen Feuerwehr hab ich das Fräskonzept entwickelt: Auf eine Opferplatte wird ein eigens angefertigter Halterahmen (selbstverständlich ebenfalls gefräst), beides aus MDF-Material, gelegt und befestigt. Dieser sorgt dafür, dass die steife, zuvor aufgerollte Folie stabil unter der Fräse liegen bleibt. Beim Zuschnitt muss die Biegerichtung der Folie unbedingt beachtet werden: In der richtigen Richtung ergibt sich automatisch eine schöne „Biegung“.
Die Planung der Fräsvorlage erstellte ich mit Fusion 360, fräsen selbst darf wie so oft wieder Estlcam.

Ein paar Fräsparameter, passend für (meine) MPCNC:

  • Eintauchtiefe (Z-Achsenzustellung): 1 mm
  • Vorschub (XY): 800 mm/min
  • Vorschub (Z): 150 mm/min
  • Frästiefe: 1 mm, Startebene hängt von der Stärke der Pressplatte ab
  • Umdrehungszahl der Fräse: 16.000 RPM

Die Haltekonstruktion für die „störrische“ Folie

Gefräst wird die Folie mit einem handelsüblichen, eigentlich für Holz ausgelegten 3 mm Billig-Fräser für 2,50 €. Hightech-Werkzeug ist bei dem Material nicht unbedingt erforderlich… Die 0,8 mm Folie hat die Freiwillige Feuerwehr gestellt.
Problematisch beim Fräsen sind die Aufstellkräfte: Selbst mit Anbindungen kommt das Material in unschöne Schwingungen. Etwas manuelle „Handauflage“ sorgt für Beruhigung…

Fräsen: Vom Arbeitsschutz gesehen etwas kritisch, vom Ergebnis nahezu perfekt 😉

Nach dem Fräsen ist noch etwas Nachbearbeitung nötig: Die Kanten schmirgeln, mit Druckluft reinigen, zusammenstecken, desinfizieren… fertig!

Noch etwas liebevolle Nachbereitung… und gut.

Aktuell kann ich so aus 1 m Folie etwa 12 Kunststoffscheiben herstellen. 37 fertige Folien habe ich den Organisatoren am Donnerstag übergeben.

Nicht doch besser Schneiden?

Das Fräsen der Folien hat einen großen Nachteil: Die Kanten werden rau, die Drehkräfte der Fräse sorgen für unschöne Vibrationen, der Vorschub ist mit 800 mm/min ziemlich langsam. Eine bessere Alternative könnte ein Schleppmesser sein.

Bestellt bei einem Fachhändler kam das speziell für die 43 mm Euro-Fräsaufnahme vorgesehene Schleppmesser am Donnerstag (2.4.). Die ersten Tests sehen vielversprechend aus: Die Kanten werden sauberer, die Drehkräfte fehlen logischerweise, es können möglicherweise mehr Kunststoffscheiben in kürzerer Zeit geschnitten werden.

Das Schleppmesserset

Da aber aktuell keine Folie mehr vorhanden ist, sind nur Testläufe auf Reststücken möglich. 1400 mm/min sehen schon mal gut aus. Also warten wir mal auf Nachschub….

to be continued…

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