科技抗“疫”,“柔情”个性化3D打印防护面罩支援防疫一线

3D打印抗战新冠肺炎
2020
03/30
16:32
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科技抗“疫”,“柔情”个性化3D打印防护面罩支援防疫一线
—卢秉恒院士3D打印团队抗“疫”行

在全国上下、万众一心积极抗击新冠疫情的当下,全国多地医疗防护物资各种紧缺,医用口罩、护目镜、防护服等医疗物资纷纷告急。

国家增材制造创新中心、西安交通大学、西京医院紧急组建研发团队将先进的3D打印技术与医疗辅助产品设计研发紧密结合,利用自主创新的3D打印技术,快速完成个体化3D打印防护面罩产品定型、环节优化、成品生产,为医护人员保驾护航,有效地助力了新冠疫情防控工作。

这段时间白衣天使们因佩戴的防护产品不具备个性化适配的性能,且因压迫造成面部破损的新闻时有报道。3D打印的优势是个性化设计、个体化加工,可以为个性化防护产品的研发生产,最大限度保护医护人员提供很好的解决方案。西安交通大学卢秉恒院士团队在3D打印领域有着多年的丰富的研发经验,因疫情紧急组建起来的研发团队此次充分发挥了3D打印技术个性化优势,结合医护人员需求,通过采集每个医护人员个性化的面部三维特征,利用护目与呼吸过滤一体化的设计思路完成个性化面罩的设计,并利用柔弹性新型3D打印材料通过3D打印快速加工及时、有效地响应了医护要求。

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总理接见卢秉恒院士

研发团队紧锣密鼓开展工作,在前期定性开发过程中,团队人员发现因打印面罩使用的是硬质材料,很快使得佩戴者被压迫部位破损,使得佩戴者在佩戴过程中遭受痛苦。但市面上可以找到的曝光3D打印材料要么硬度高、可用性差,要么成本高且与国外打印设备绑定不允许使用国内自主开发设备进行加工,日后难于量产去及时响应一线使用要求,时间紧迫,怎么办?

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医护人员因面部压破形成的面疮

这时西京医院付军主任医师想起,临过年前,西安交通大学机械学院的卢秉恒院士3D打印团队的合作伙伴王莉教授介绍过他们刚刚开发的快速打印软质柔弹性材料,这个材料应该可以更好的满足佩戴需求。这段时间全国人民都关注着疫情发展,王老师也不例外,作为科研工作者她也在考虑如何利用自己研究工作给国家做出力所能及的贡献, 2人沟通了想法后一拍即合。

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西交大机械学院王莉教授与西京医院付军主治医师讨论新型柔弹性材料面罩开发方案

王莉教授立刻向给卢院士做了汇报,卢院士听闻表态全力支持,因学校还没有开学,实验设备运行与操作人员难以及时到位,卢院士马上协调国家增材制造创新中心配合王老师组织人员制备软质材料并进行打印实验验证。

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国家增材制造中心对设计面罩进行柔弹性材料3D打印

经过团队合作,在针对柔弹性材料面罩做了3版修改后,打印的柔弹性一体化面罩终于可以更精准贴附使用者面部皮肤。并且因使用材料具有柔弹性不仅能够最大程度提升面罩气密性,更可以最大限度减低局部压迫,在达到防护功能的同时,还能缓解因长时间佩戴引起的不适感,同时还可以减少口罩的消耗,一举三得。

打印版本迭代及佩戴测试-柔性动图.gif
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打印版本迭代及佩戴测试

这样在经过多次设计版本升级及打印工艺适配及佩戴测试,整个团队在3天内快速完成产品定型、环节优化,最终定型批量生产。与此同时,团队实现了本地生产,就近服务,为疫情防控保驾护航,充实了一线防控物资的日常使用需求。成品出来后,整个团队都非常激动,这不仅是研发成功,更多的是能为阻击新冠疫情贡献绵薄之力的喜悦。

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王莉教授把个性化面罩一对一交付一线医护人员

卢秉恒院士团队开发的高速面曝光3D打印技术前后在陕西省科技计划、国家重点研发计划、广东省重点专项等支持下开展研究,目前已经完成原理验证及配套材料开发,正在探索产业化方法。除完成自主研发外,目前团队还可对多种市面已有材料进行适配,打印速度是已有3D打印技术速度的10倍以上,因可进行产品开发与生产的快速响应,广大产业界及终端用户对此产生浓厚的兴趣,目前正在进行产业化推广,联系方式:13991386876.

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高速面曝光3D打印设备及打印过程




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