Nhóm MUSC phát hành kế hoạch sản xuất cho khẩu trang bằng công nghệ in 3D
Ngày tạo: 17/09/2020 4:37:21 CHKhi đại dịch COVID-19 mới gia tăng dẫn đến tình trạng thiếu khẩu trang bảo vệ ở nhiều nơi, các kỹ sư y sinh và thợ sửa chữa tại Đại học Y Nam Carolina đã đưa ra một ý tưởng đầy cảm hứng: Giải phóng một đội quân các nhà sản xuất từ khắp Hoa Kỳ, những người có thể sử dụng máy in 3D Làm mặt nạ này. Công nghệ in 3D này đã được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây.
Tiến sĩ Michael Yost, phó chủ nhiệm nghiên cứu của Khoa Phẫu thuật, cho biết: “Trường trung học có một chiếc máy in có thể làm được điều này. Hãy làm cho điều này thật đơn giản để một học sinh trung học có thể làm nó, nhưng hiệu quả để bảo vệ người dân của chúng ta.”
Chỉ trong vài ngày, một nhóm đã cùng nhau phát triển một hệ thống lọc tự lắp ráp cho các tình huống khẩn cấp, hệ thống hộp mực SAFE. Hệ thống có thể được sử dụng bởi các chuyên gia y tế hoặc những người chỉ cần đến cửa hàng tạp hóa.
Nhóm đã liên hệ với Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ để khẩn trương xin phê duyệt thiết bị.
Yost cho biết nhóm nghiên cứu đang thảo luận với các nhà sản xuất để xem liệu thiết kế có thể được sản xuất hàng loạt hay không.
Các mặt nạ N95 hiện đang thiếu hụt như vậy thực chất là các bộ lọc được đúc thành dạng mặt nạ. Việc tạo lại chính xác những chiếc mặt nạ đó tỏ ra quá khó khăn. Do đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một giải pháp gồm hai phần: mặt nạ in 3D có thể được làm sạch và tái sử dụng, và mặt nạ có thể được sử dụng với hộp mực lọc dùng một lần được in 3D. Ngoài ra, hộp mực lọc có thể được sử dụng với mặt nạ bệnh viện được trang bị.
Joshua Kim, một nhà thiết kế cấp cao và điều phối viên dự án của Department of Surgery Human Centered Design Program, nói rằng ông được truyền cảm hứng từ các kỹ sư NASA trong thảm họa Apollo 13. Họ nhanh chóng thiết kế một hệ thống loại bỏ carbon dioxide tạm thời sử dụng mô-đun mặt trăng được làm bằng các vật liệu hiện có, bao gồm băng và nhựa.
"Làm thế nào để chúng ta sử dụng những vật liệu mà mọi người có thể lấy từ các cửa hàng phần cứng địa phương và tái sử dụng những vật liệu này để làm thiết bị bảo vệ?"
Ông giải thích rằng "95" trong N95 có nghĩa là những chiếc mặt nạ này có thể lọc 95% các hạt có kích thước nhất định. Giống như các bộ lọc được sử dụng trong máy lọc không khí, bộ lọc HEPA có thể lọc khoảng 99% các hạt. Vì vậy, anh ấy đã mua một bộ lọc HEPA và bắt đầu thử nghiệm. Bằng cách sử dụng thử nghiệm tương tự như mặt nạ N95, ông nhận thấy rằng việc sử dụng các bộ lọc này trong các hộp mực tự chế thực sự hiệu quả, điều này cho thấy rằng chúng đang đi đúng hướng như một tín hiệu tích cực.
Cùng lúc đó, một đội khác đang làm mặt nạ. Các nha sĩ Walter Renne, D.M.D. và Christian Brenes Vega, D.D.S. thường sử dụng phương pháp in 3D. Renne nói: “Đây chỉ là một phần của công việc.” Ông ước tính rằng 20% nha sĩ và 90% phòng thí nghiệm nha khoa được trang bị máy in 3D. Họ đã tranh thủ sự giúp đỡ của John Yost, một sinh viên và nhà thầu độc lập, và một nguồn lực cho mọi thứ liên quan đến công nghệ in 3D trong khuôn viên trường.
Ban đầu, họ phát triển các nguyên mẫu khác nhau có thể hoạt động với các loại bộ lọc khác nhau, bao gồm bộ lọc được sử dụng bởi các họa sĩ hoặc những người xử lý amiăng. Họ đã quét 3D một mặt nạ để có được hình dạng cơ bản, sau đó thiết kế các sửa đổi để mặt nạ có thể chứa hộp mực lọc dùng một lần. Brenes Vega lưu ý rằng bộ lọc là bộ phận quan trọng nhất. Ông nói rằng, thật không may, một số người đã chuyển sang sử dụng mặt nạ không thực sự cung cấp sự bảo vệ.
King nói rằng cuối cùng, họ cần giải quyết vấn đề giải phóng áp suất không khí. Bộ lọc hiệu quả đến mức khi người đeo thở ra, không khí sẽ lưu thông đến vùng ít bị cản trở nhất, nói cách khác, nó sẽ không đi qua bộ lọc nữa mà sẽ nâng mặt nạ lên khỏi mặt một chút. Rehn cho biết điều này khiến người đeo tiếp xúc với không khí bên ngoài và khiến chiếc mặt nạ trở nên vô giá trị. Để đối phó, nhóm nghiên cứu đã lắp đặt một van cao su, loại van thường được sử dụng trong các ứng dụng y tế khác để cho phép không khí thở ra thoát khỏi mặt nạ. Jin nói rằng một khi người mặc hít vào, van sẽ ngay lập tức đóng lại để bảo vệ người mặc.
Jin cho biết, để tăng độ kín và thoải mái, họ đã thêm một dải lột đai gió neoprene quanh mép mặt nạ. Lớp bọt tạo cảm giác vừa vặn thoải mái, do đó da của người đeo không chạm vào mặt nạ nhựa và đảm bảo rằng nó ôm khít vào khuôn mặt khi người đeo di chuyển hoặc nói.
Với tất cả các bộ phận đã có sẵn - mặt nạ in 3D và hộp mực in 3D được trang bị bộ lọc HEPA và van cao su được cắt thủ công - nhóm nghiên cứu bắt đầu tiến hành kiểm tra phối hợp.
Họ đã đưa bốn nguyên mẫu đến phòng cấp cứu và thử nghiệm chúng trên nhiều người dùng. Yost nói rằng cho đến nay, những chiếc mặt nạ này phù hợp với tất cả mọi người, mặc dù họ muốn mở rộng phạm vi thử nghiệm để bao gồm nhiều kích cỡ và hình dạng khuôn mặt hơn. Nhóm nghiên cứu đã in mặt nạ trên MUSC, ngay cả khi họ tiếp tục tinh chỉnh thiết kế.
Trở ngại lớn nhất bây giờ là thời gian cần thiết để làm mặt nạ. Máy in 3D của MUSC không phải là máy in cấp sản xuất. Chúng được thiết kế để tạo ra nguyên mẫu khi thời gian eo hẹp. Mất khoảng bốn đến năm giờ để in mặt nạ, và sau đó mất khoảng một giờ để lắp ráp mọi thứ.
Do yếu tố thời gian, Yost đang thảo luận với các nhà sản xuất có thể sản xuất hàng loạt các sản phẩm này. Nhưng nhóm nghiên cứu cũng thông báo công khai kế hoạch để bất kỳ ai có máy in 3D đều có thể sản xuất những chiếc mặt nạ này.
Ngoài việc chế tạo toàn bộ mặt nạ, nhà sản xuất cũng có thể chế tạo hộp mực dùng một lần, có thể điều chỉnh phù hợp với mặt nạ dùng trong gây mê để cung cấp oxy cho bệnh nhân.
Nguồn: Web.musc.edu
Data Design Việt Nam
Tags: data design data design viet nam ddv công nghệ in 3D in 3D phần mềm in 3D phần mềm thiết kế 3D alibre design expert alibre cam alibre 3d alibre
.jpg)
.jpg)