COVID-19 と戦うための 3D プリント

COVID-19 の蔓延により現在発生している緊急事態を考えると、 新型コロナウイルス対策として、連帯と革新から、特に医療機器と個人用保護具 (PPE) の不足を緩和するための優れたイニシアチブとソリューションが生まれています。

3D プリントから セクターでは、医療専門家と協力して、トイレの健康を維持し、作業を容易にする PPE (個人用保護具) のモデルを設計する多くのエンジニアと材料メーカーがいます。人工呼吸器または補助呼吸器のバルブ、コネクタ、および医療機器の不足を軽減するのに役立つその他のデバイス。

さらに、多くのメーカ​​ー コミュニティ は、これらのデバイスを製造するために 3D プリンターを発売しました。スペインでは、コロナウイルス メーカーズ イニシアチブが登場しました。これは、何千人ものボランティアが参加する非営利のプラットフォームです。同様のイニシアチブは、ドイツ、イタリア、チリ、アルゼンチン、コロンビアなどの国でも見られます。

以下に、さまざまな企業や団体によって無料で一般に公開されているさまざまな保護具と医療用品のデザインをまとめ、STL 形式でダウンロードして、実質的にすべての FDM プリンターで印刷することができます。

一部のモデルは、対応する保健当局によって承認または承認されておらず、各地域または国によって、この承認を達成するための製造要件が異なる場合があることに注意してください。

フェイスマスク

3D 印刷リソース プラットフォームと 3D セクターの企業のさまざまなページの両方で、さまざまなマスク モデルが、あらゆるタイプの 3D FDM プリンターでの 3D 印刷用に共有されています。

これらのマスクは 、必要なフィルターがあることを除いて、ウイルスに対する物理的バリアとしてのみ機能します 、感染した場合にそれを広めないようにするのに役立つことに加えて.

数日前、Copper3D によって開発された Nanohack マスクのデザインを共有しました チームと最近、このマスクのデザインの更新を共有した人:NanoHack 2.0、モノブロック構造、強力で密閉 外部環境から最大限の保護を提供するために、PLActive および MDFlex 抗菌フィラメントで製造する必要があります。

PLActive は、抗菌特性を示す銅ナノコンポジットを含む、リサイクル可能な生体適合性ポリマーです。

その設計のおかげで、NanoHack 2.0 空気中の粒子から保護し、気道を汚染する液体の拡散を防ぐデバイスです。 NanoHack は、サージカル マスクに使用されているのと同じ素材 (不織布ポリプロピレン) をろ過システムとして使用しています。最適な保護のために、3 層不織布ポリプロピレン フィルターの使用をお勧めします。このフィルターはマスクに埋め込まれています。したがって、さまざまな研究によると、1 ミクロンの微生物で 96.4%、0.02 ミクロンの微生物で 89.5% のろ過効率が達成されています。

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フェイスシールド

バイザーとフェイス シールドの無数のモデルを見つけることができます インターネット上で。 プルサ チェコ保健省で検証されたいくつかのプロトタイプを開発しました。最後に、RC1 と RC2 の 2 つのスクリーン バージョンを発表しました。

This screen design consists of a rigid structure with a flexible and transparent acetate plastic sheet. The rigid structure is 3D printed and the plastic acetate sheet is then adapted as a screen. The RC1 version allows more parts to be printed in the same printing process, while the RC2 version provides slightly higher protection and is more comfortable to wear.

As a screen, the prototype uses a 0.5mm thick PETG sheet, although other transparent and flexible materials with a similar thickness can be used such as clear acetate sheets.

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3D printing with PETG with 30 % fill is recommended, although other materials such as PLA or ABS can be used. In order to deliver them to health centers, it's essential to sterilize them by applying a water bath with bleach (Ratio 50:1) and then rinse them with water. In this way, they will not carry the risk of possible indirect transmissions for healthcare personnel.

Respirators and valves

Given the shortage of self-contained respirators, several groups of engineers, in collaboration with different institutions and healthcare personnel, are developing prototypes and manufacturing the different parts that compose them using 3D printing.

This is the case of the Barcelona Free Trade Zone Consortium that, together with HP, Leitat, and SEAT, have developed a prototype of a respirator using 3D printing to manufacture its parts and taking advantage of elements such as a car's windshield wiper motor. This device has been named OxyGEN and has already been validated by experts from the Parc Taulí hospital in Sabadell. One of the advantages of this device is that its production is scalable.

Another possible solution that arises is to use adapters that allow the same respirator to be used for several patients, such as the “H” connector that Copper3D has developed. A design that minimizes dead space volume and prevents possible air leakage due to unnecessary connections. Copper 3D recommends 3D printing of this device using PLActive, for its antibacterial properties and biocompatibility.

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In several hospitals there is a lack of some important elements related to respirators and necessary when treating a patient with respiratory complications. This is the case of the Venturi valve , used to regulate the oxygen concentration that is introduced to the patient through the respirator.

There are several designs available to users, such as this one from the Cults platform.

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Other devices

In addition to PPE and specific devices for the treatment of patients affected by COVID-19, different tools are being developed to avoid the contagion by indirect contact to which anyone is exposed in their daily activity (door and window handles, buttons for elevators, etc.).

The StopCovid-19 ring is an easy to print ring, designed to press switches and buttons without physically touching them.

Download STL from Cults

Companies like Materialise have developed a device for attaching to door handles, so that they can be opened without using your hands. Different versions of this tool, adapted to different handle formats (cylindrical, rectangular, circular, etc.) can be downloaded free of charge from its website.

Download STL from Materialise

Combining the usefulness of the previous two, there is LU-Touch :A tool for opening and closing doors and windows, and at the same time a push-button for buttons and switches. LU-Touch can be downloaded for free and printed on any 3D FDM printer. In addition, if you do not have a 3D printer, it can be purchased already printed.

Download STL from Thingiverse

Thanks to the use of these tools, it's possible to minimize the possibility of contagion due to indirect contacts in daily activity. For greater safety, it's necessary to disinfect the tools always after use. It should also be remembered that the use of this type of tool does not exempt from applying the recommended safety rules:wash your hands regularly, do not touch your face, etc.

Specific materials

Among the specific materials to manufacture personal protective equipment, we highlight PLActive and MDFlex for their antimicrobial and antiviral qualities. This material is also recommended for printing expansion devices and valves adapted to self-contained respirators.

Common materials

For the manufacture of screens or valves that, due to their use, do not need to be composed of biocompatible or antibacterial materials, basic materials can be used in 3D FDM printing, such as PLA or PETG; since these elements do not require specific properties, although it's true that they require some rigidity and it's not recommended to use flexible materials such as Flexfill or FilaFlex.

With these free download files, any user with a FDM 3D printer and any of the aforementioned materials can contribute their bit to help stop the pandemic and the alarming situation we are currently experiencing.