La pandemia de Covid ha mostrado un aumento en la producción tanto de los entusiastas de la impresión 3D en el hogar como de los organismos industriales. Sin embargo, muchos diseños en línea adolecen de una característica común … su impresión demora varias horas.
Un ingeniero de GE ha encontrado una posible solución al eliminar la idea de lo que se necesita en el diseño de una máscara para imprimir un diseño que se pueda fabricar en solo 15 minutos.
Mark Fuller, de GE Additive, normalmente pasa sus días de trabajo diseñando componentes impresos en 3D para diversas industrias, incluida la aviación, el espacio y la automoción.
Recientemente, se ha inspirado en eventos globales recientes para intentar aplicar sus conocimientos para ayudar en la lucha contra el coronavirus. Y hasta ahora su diseño minimalista se ha ganado la aprobación de algunos grandes jugadores, incluida la Marina de los EE. UU.
Echemos un vistazo al diseño con un poco más de detalle.
Fuller parece haber llegado a la conclusión de que los elementos básicos de una máscara típica son: el sello facial, alguna estructura, la unidad de filtro y algo para colocarla detrás de las orejas.
Parece que gran parte de la estructura de una máscara de filtro típica es redundante, si la solución de Fuller es algo que se puede seguir. Como puede ver en la imagen a continuación, la estructura impresa en 3D tiene múltiples propósitos mientras elimina gran parte de la estructura de los diseños tradicionales.
El marco, que cuesta solo 9 centavos en materiales, está diseñado para aceptar cualquier tela que pueda usarse como filtro. La eficiencia de la filtración variará naturalmente según la selección del material.
Las bandas de goma (o cuerdas) sostienen el marco contra la cara del usuario y mantienen la tela en su lugar.
Debido a la sencillez del diseño, se puede fabricar con multitud de procesos.
“Lo diseñé de manera que se pueda tomar la misma geometría del núcleo e ir a moldearlos por inyección o ir a cortarlos con láser”, dijo Fuller. «Las máquinas que no se utilizan actualmente para la producción pueden utilizarse para ayudar a salvar vidas».
Si bien no es capaz de los niveles de protección N95, los Institutos Nacionales de Salud han considerado las máscaras como «adecuadas para uso comunitario contra el coronavirus» y la Marina de los EE. UU. También ha encontrado valor en los artículos de fabricación rápida.
Junto con GE, los marineros e infantes de marina han ayudado a producir decenas de miles de máscaras solo en abril. La Marina ha encontrado los resultados más preferibles utilizando un trozo de tela como filtro, combinado con 4 bandas elásticas.
«El diseño de la mascarilla de GE nos brinda una forma de proporcionar de inmediato equipo de protección a nuestros marineros e infantes de marina en cualquier lugar donde haya una impresora 3D disponible, incluso a bordo de nuestros barcos y submarinos, así como con nuestras fuerzas expedicionarias», dijo Liz McMichael, fabricación aditiva integrada líder del equipo del programa para la Marina de los EE. UU.
“Fue fantástico tener un diseño que nos brindó la oportunidad de responder rápidamente a esta necesidad urgente de la flota”.
Fuller ha publicado sus diseños originales en línea y, desde entonces, la comunidad de creadores ha ofrecido comentarios y ha creado sus propios diseños modificados.
Puedes ver una de esas evoluciones en la imagen de abajo. Esta variante, llamada » HensNest » fue diseñada por la Universidad de Delaware y cuenta con una tira de plástico adicional para crear una forma estructural para la tela. Este diseño también tarda solo 10 minutos en imprimirse. Este ejemplo usa una hoja de filtro HEPA de un horno.
Instrucciones de montaje
Puede ver el video completo del ensamblaje de HensNest a continuación.
Entonces, aparentemente hay muchos clientes satisfechos con este tipo de diseño y, lo mejor de todo, es completamente de código abierto. Como si eso fuera a detener a alguien. ¡Es un diseño muy simple!
Entonces, ¿qué sigue para las máscaras impresas en 3D? Una mayor capacidad de filtración, un menor costo y una fabricación más rápida son los impulsores aquí y, por supuesto, la necesidad de proporcionar PPE a los líderes.
Así que veamos qué viene a continuación. Una cosa es segura, las industrias tradicionales de mascarillas y ventiladores tendrán que cambiar su forma de hacer negocios después de que todo esto termine. Las máscaras N95 ya son bastante baratas. ¿Alguien encontrará un método de fabricación mejor y más barato durante toda esta innovación centrada en las máscaras? Tal vez.
Créditos de imagen: GE Additive y University of Delaware
