科技抗“疫”，“柔情”個(gè)性化3D打印防護(hù)面罩支援防疫一線

科技抗“疫”，“柔情”個(gè)性化3D打印防護(hù)面罩支援防疫一線

—盧秉恒院士3D打印團(tuán)隊(duì)抗“疫”行

在全國上下、萬眾一心積極抗擊新冠疫情的當(dāng)下，全國多地醫(yī)療防護(hù)物資各種緊缺，醫(yī)用口罩、護(hù)目鏡、防護(hù)服等醫(yī)療物資紛紛告急。

國家增材制造創(chuàng)新中心、西安交通大學(xué)、西京醫(yī)院緊急組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)將先進(jìn)的3D打印技術(shù)與醫(yī)療輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)緊密結(jié)合，利用自主創(chuàng)新的3D打印技術(shù)，快速完成個(gè)體化3D打印防護(hù)面罩產(chǎn)品定型、環(huán)節(jié)優(yōu)化、成品生產(chǎn)，為醫(yī)護(hù)人員保駕護(hù)航，有效地助力了新冠疫情防控工作。

這段時(shí)間白衣天使們因佩戴的防護(hù)產(chǎn)品不具備個(gè)性化適配的性能，且因壓迫造成面部破損的新聞時(shí)有報(bào)道。3D打印的優(yōu)勢是個(gè)性化設(shè)計(jì)、個(gè)體化加工，可以為個(gè)性化防護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，最大限度保護(hù)醫(yī)護(hù)人員提供很好的解決方案。西安交通大學(xué)盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)在3D打印領(lǐng)域有著多年的豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，因疫情緊急組建起來的研發(fā)團(tuán)隊(duì)此次充分發(fā)揮了3D打印技術(shù)個(gè)性化優(yōu)勢，結(jié)合醫(yī)護(hù)人員需求，通過采集每個(gè)醫(yī)護(hù)人員個(gè)性化的面部三維特征，利用護(hù)目與呼吸過濾一體化的設(shè)計(jì)思路完成個(gè)性化面罩的設(shè)計(jì)，并利用柔彈性新型3D打印材料通過3D打印快速加工及時(shí)、有效地響應(yīng)了醫(yī)護(hù)要求。

總理接見盧秉恒院士

研發(fā)團(tuán)隊(duì)緊鑼密鼓開展工作，在前期定性開發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)人員發(fā)現(xiàn)因打印面罩使用的是硬質(zhì)材料，很快使得佩戴者被壓迫部位破損，使得佩戴者在佩戴過程中遭受痛苦。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，要么成本高且與國外打印設(shè)備綁定不允許使用國內(nèi)自主開發(fā)設(shè)備進(jìn)行加工，日后難于量產(chǎn)去及時(shí)響應(yīng)一線使用要求，時(shí)間緊迫，怎么辦？

醫(yī)護(hù)人員因面部壓破形成的面瘡

這時(shí)西京醫(yī)院付軍主任醫(yī)師想起，臨過年前，西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院的盧秉恒院士3D打印團(tuán)隊(duì)的合作伙伴王莉教授介紹過他們剛剛開發(fā)的快速打印軟質(zhì)柔彈性材料，這個(gè)材料應(yīng)該可以更好的滿足佩戴需求。這段時(shí)間全國人民都關(guān)注著疫情發(fā)展，王老師也不例外，作為科研工作者她也在考慮如何利用自己研究工作給國家做出力所能及的貢獻(xiàn)， 2人溝通了想法后一拍即合。

西交大機(jī)械學(xué)院王莉教授與西京醫(yī)院付軍主治醫(yī)師討論新型柔彈性材料面罩開發(fā)方案

王莉教授立刻向給盧院士做了匯報(bào)，盧院士聽聞表態(tài)全力支持，因?qū)W校還沒有開學(xué)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行與操作人員難以及時(shí)到位，盧院士馬上協(xié)調(diào)國家增材制造創(chuàng)新中心配合王老師組織人員制備軟質(zhì)材料并進(jìn)行打印實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

國家增材制造中心對(duì)設(shè)計(jì)面罩進(jìn)行柔彈性材料3D打印

經(jīng)過團(tuán)隊(duì)合作，在針對(duì)柔彈性材料面罩做了3版修改后，打印的柔彈性一體化面罩終于可以更精準(zhǔn)貼附使用者面部皮膚。并且因使用材料具有柔彈性不僅能夠最大程度提升面罩氣密性，更可以最大限度減低局部壓迫，在達(dá)到防護(hù)功能的同時(shí)，還能緩解因長時(shí)間佩戴引起的不適感，同時(shí)還可以減少口罩的消耗，一舉三得。

打印版本迭代及佩戴測試

這樣在經(jīng)過多次設(shè)計(jì)版本升級(jí)及打印工藝適配及佩戴測試，整個(gè)團(tuán)隊(duì)在3天內(nèi)快速完成產(chǎn)品定型、環(huán)節(jié)優(yōu)化，最終定型批量生產(chǎn)。與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了本地生產(chǎn)，就近服務(wù)，為疫情防控保駕護(hù)航，充實(shí)了一線防控物資的日常使用需求。成品出來后，整個(gè)團(tuán)隊(duì)都非常激動(dòng)，這不僅是研發(fā)成功，更多的是能為阻擊新冠疫情貢獻(xiàn)綿薄之力的喜悅。

王莉教授把個(gè)性化面罩一對(duì)一交付一線醫(yī)護(hù)人員

盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高速面曝光3D打印技術(shù)前后在陜西省科技計(jì)劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)專項(xiàng)等支持下開展研究，目前已經(jīng)完成原理驗(yàn)證及配套材料開發(fā)，正在探索產(chǎn)業(yè)化方法。除完成自主研發(fā)外，目前團(tuán)隊(duì)還可對(duì)多種市面已有材料進(jìn)行適配，打印速度是已有3D打印技術(shù)速度的10倍以上，因可進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)的快速響應(yīng)，廣大產(chǎn)業(yè)界及終端用戶對(duì)此產(chǎn)生濃厚的興趣，目前正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，聯(lián)系方式：13991386876.

高速面曝光3D打印設(shè)備及打印過程