science >> Wetenschap >  >> Elektronica

3D-afdrukbaar gratis maskerontwerp is het eerste in zijn soort dat federale goedkeuring heeft gekregen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Eenmalig Microsoft-directeur Jonathan Roberts weet dat niet alle 3D-geprinte persoonlijke beschermingsmiddelen die worden geproduceerd voor de reactie van het land op het coronavirus gelijk zijn gemaakt.

De afgelopen weken hebben 3D-printtechnologie in de schijnwerpers gezet, terwijl ondernemers en weldoeners zich inspannen om fabrieken om te bouwen, winkels en zelfs kelders van woningen om tot geïmproviseerde assemblagelijnen om persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) te produceren voor strijdende gezondheidswerkers. Ooit vooral bekend om de landelijke distributie van blauwdrukken voor zelfgemaakte pistolen door een bedrijf in Texas, 3D-printen wordt nu gezien als een potentiële redder in nood in de race om maskers, vizieren, schilden en andere persoonlijke beschermingsmiddelen voor degenen die ze het meest nodig hebben.

Maar te midden van zorgen over de effectiviteit van PBM gemaakt van 3D-printers, Roberts gebruikte zijn connecties bij non-profitorganisaties en technologiebedrijven in Seattle om een ​​oplossing te versnellen, zowel met federale goedkeuring als brede distributie. Deze afgelopen week, zijn Maker Mask - een gratis, 3D-afdrukbaar ademhalingsmasker dat de mond bedekt, in tegenstelling tot versies met een kap – werd de eerste in zijn soort die de National Institutes of Health-certificering ontving voor COVID-19-respons.

"Het stuurt een signaal naar die mensen die het downloaden dat dit een doorlichtingsproces heeft doorlopen, "Roberts zei, het toevoegen van het masker werd goedgekeurd voor eerstehulpverleners zoals brandweerlieden, politie, reddingswerkers en ander noodpersoneel, maar niet voor gebruik in medische instellingen. "Dat het een rigoureus onderzoek is dat ze het hebben doorstaan ​​en dat ze ons feedback hebben gegeven... Het is een doorlichting die enige troost moet bieden aan degenen die het afdrukken en het aan de eerstehulpverleners overhandigen."

Instructies voor het maken van de herbruikbare maskers waren meer dan 35 gedownload, 000 keer in 117 landen vanaf vrijdag.

Vraag naar gezichtsschermen, samen met N95-maskers en andere PBM, is omhooggeschoten door de toename van patiënten die besmet zijn met COVID-19, de ziekte veroorzaakt door het nieuwe coronavirus. De apparatuur die in het hele land op 3D-printers wordt gemaakt, onder meer door lucht- en ruimtevaartbedrijven zoals Boeing en schoenen- en kledingbedrijven, is vooral bedoeld als tijdelijke noodoplossing om snel overweldigd ziekenhuispersoneel te helpen minimale bescherming te bieden te midden van PBM-tekorten.

Het Maker Mask - dat de NIH ook opmerkte als een optie voor werknemers met essentiële diensten in supermarkten of bezorgers - heeft een vervangbaar HEPA-filter en kost ongeveer $ 2 of $ 3 om te bouwen van gemakkelijk verkrijgbare materialen in minder dan vier uur op een hobbyist- klasse 3D-machine. Robert, teamleider voor de Maker Mask-operatie, heeft een kleine assemblagelijn opgezet in een kerk in Seattle waar Rory Larson - maker en hoofdingenieur van Maker Mask - en een team van voornamelijk studentvrijwilligers dagelijks ongeveer 100 apparaten produceren op ongeveer twee dozijn printers.

Op de website van Maker Mask kan iedereen over de hele wereld zich registreren en instructies downloaden, contactgegevens achterlaten voor Roberts en anderen om hen te helpen met contacten in de toeleveringsketen voor materialen op hun directe locatie. De NIH-certificering moet een bredere distributie van de maskers mogelijk maken via door de overheid gerunde entiteiten - inclusief het maken ervan op 3D-printers van staatshogescholen en universiteiten - waarvoor mogelijk officiële veiligheidsgoedkeuring is vereist van alle apparaten die ze helpen produceren.

Robert, een durfkapitalist bij het in Bellevue gevestigde Ignition Partners en mede-oprichter van de non-profitorganisatie RPrime, die relaties opbouwt, zei dat hij andere pogingen tot 3D-printen van apparaten die de NIH niet heeft goedgekeurd niet probeert te kleineren en prees de ondernemersgeest erachter.

Adidas heeft woensdag aangekondigd dat 3D-printers die normaal gesproken worden gebruikt om schoenen te maken, nu 18, 000 gelaatsschermen per week voor medische professionals. Dat kwam een ​​dag nadat Nike aankondigde dat het gelaatsschermen had ontwikkeld met Oregon Health &Science University en deze in niet-gespecificeerde aantallen massaal zou gaan produceren. Under Armour had al plannen aangekondigd om meer dan 500, 000 maskers en assembleren en distribueren meer dan 1, 000 gelaatsschermen gemaakt van 3D-printers, terwijl Brooks Brothers van plan is er 150 te maken, 000 maskers per dag en New Balance ongeveer 100, 000 maskers per week.

Verschillende lokale bedrijven zijn ook bezig met het maken van persoonlijke beschermingsmiddelen van 3D-printers.

Ze omvatten Ferndale-gebaseerde Superfeet, een maker van op maat gemaakte inlegzolen die zijn HP Multi Jet Fusion 3D-printers heeft hergebruikt om 40, 000 PAPR-beademingskappen voor lokale ziekenhuizen; het heeft er 4 gemaakt, 000 tot nu toe. Superfeet president en CEO John Rauvola zei dat het masker is ontworpen in overleg met Peace Health van Bellingham, die de apparatuur hard nodig hadden.

"Direct, we worden voornamelijk verkocht via verkooppunten, en met de sluiting van de detailhandel draaiden we heel, zeer snel om deze maskers te produceren op basis van de lokale behoefte en connecties die we hebben, " hij zei.

Rauvola zei dat "het niet per se gemakkelijk is" om meteen te beginnen met het maken van de kappen, maar hij kreeg hulp van zijn HP-ondersteuningsteam.

Peace Health bracht hem een ​​voorbeeld van wat ze nodig hadden op een zaterdag, maandag was er een 3D-ontwerp klaar, en een dag later rolden de eerste prototypes van de lopende band. Binnen een week, na enkele wijzigingen, een definitieve versie werd gemaakt.

Het ontwerp van de kap was al lang geleden goedgekeurd door regelgevers, dus - in tegenstelling tot het nieuwe Maker Mask - kreeg het bedrijf te horen dat het niet nodig was om de onderdelen die zijn bedrijf print voor de ademhalingsapparatuur opnieuw te certificeren.

blauwe oorsprong, een ruimtevaartonderneming gelanceerd door Amazon-oprichter Jeff Bezos, drukt ongeveer 100 plastic vizieren per dag in zijn fabriek in Kent en verzendt deze naar zijn Statasys-toeleveringspartner om te distribueren naar ziekenhuizen in het hele land. De vizieren worden gebruikt om beschermende gelaatsschermen op hun plaats te houden.

Zeva Aero, een Tacoma-startup, gebruikt ook 3D-printers om herbruikbare gezichtsmaskers voor ziekenhuizen te maken.

De Food and Drug Administration (FDA) heeft vorige maand nieuwe richtlijnen uitgevaardigd voor 3D-printen van medische apparatuur en waarschuwde dat PBM gemaakt van printers niet altijd zo veilig zullen zijn als die van traditionele productiemethoden.

"Het is onwaarschijnlijk dat 3-D-geprinte persoonlijke beschermingsmiddelen dezelfde vloeistofbarrière en luchtfiltratiebescherming bieden als door de FDA goedgekeurde chirurgische maskers en N95-ademhalingstoestellen, " zei de FDA.

De FDA maakt deel uit van een federale COVID-19-responstaskforce, samen met de NIH en Veterans Administration. Roberts' contacten in de VA brachten hem in contact met de andere twee bureaus om de goedkeuring van Maker Mask uit te werken. Het vereiste het toevoegen van een extra uitgaande luchtfilter, zodat een eerstehulpverlener die het virus bij zich draagt, het niet onbewust aan iemand anders kan blootstellen.

De NIH stopte met het verlenen van medische goedkeuring aan het apparaat, zeggen dat de open-sourcing ervan online betekent dat kwaliteitscontroles van medische kwaliteit niet kunnen worden gegarandeerd tijdens het productieproces. Maar Maker Mask wordt getest door Dr. Xuan Qin in het Seattle Children's Hospital - waardoor laboratoriumtechnici ze konden gebruiken bij het verwerken van monsters - en ze heeft steun uitgesproken voor het apparaat op de website van de non-profitorganisatie.

Larson, de maker van het masker, is een rapid prototyping expert met 10 jaar ervaring in engineering. Hij zei dat hij het ontwerp van de ene op de andere dag had bedacht nadat hij om hulp was gevraagd door een vriend in de PBM-industrie. Hij zei dat de grotere uitdagingen waren om optimale 3D-printsnelheden te bereiken door "in te spelen op de zwakke en sterke punten" van de software en zijn bekendheid ermee.

"Het is moeilijk om een ​​model te ontwerpen dat functioneel en groot is, maar ook heel snel, "zei hij. "Dus, er zijn maar een paar trucjes en tips die je moet hebben."

© 2020 The Seattle Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.