3D打印 使用3D打印机和真空成型机快速生产可定制的个人防护设备(PPE)口罩

吃(you)了(bing)嘛 2020-05-08   3999

在过去的几个月中,推出了各种3D打印工具,这些工具可有效抵抗新型冠状病毒感染(COVID-19)。由于供应链的崩溃而在全球范围内缺乏的PPE 个人防护设备问题是严重的,并且由3D打印机制造商和个人用户制造的各种类型的3D打印机正在积极参与。发布了3D打印口罩。

ここ数ヶ月に渡り、新型コロナウィルス感染症(COVID-19)対策に有効とされる様々な3Dプリントツール(関連記事はこちら)を紹介してきました。とりわけ、サプライチェーンの崩壊により世界的に不足しているPPE(個人保護用防護具)マスク問題は深刻で、3Dプリンタメーカーや個人ユーザーなどが積極的に参画し、3Dプリンタで製作した様々なタイプの3Dプリントマスクをリリースしています。

全球首个获得FDA认证的3D打印面罩

但是,迄今为止,通过3D打印制作的模型每次建模都需要几个小时的建模时间,如果还增加了精加工工序的数量,则将花费大量时间才能完成。

しかし、現在までに公開されている3Dプリント製マスクは、一個当たりの造形に数時間単位の造形時間を要し、仕上げ加工の工数も合わせると、完成までに相当な時間が掛かってしまいます。

因此,这次,我想介绍使用3D打印机和真空成型机在短时间内有效地生产掩模的过程,以及有关所用设备的信息。

そこで今回は、3Dプリンタと真空成型機を使い、短時間で効率的にマスクを生産するプロセスについて、使用する機器の情報を交えて紹介したいと思います。

*准备口罩生产的物品

3D打印机:常规FFF / FDM 3D打印机

灯丝:PLA,PETG,ABS等(推荐的uDiamond PLA灯丝)

台式真空成型机:Vaquform DT2

3D数据

遮罩STL文件

筛选器适配器STL文件

螺帽STL文件

CAD文件(Fusion 360,iges,步骤)以上数据处于开发阶段,我们目前正在改进详细信息,以针对实际使用进行优化。

※ 上記データは開発段階のレベルであり、実使用に最適化するため現在弊社にて細部を改良中。

模具的3D打印

成形型を3Dプリント

首先,对成型所需的模具进行3D打印。用于打印的参数(参考值)如下,但根据使用的3D打印机或切片软件的设置进行调整。

先ずは、成形に必要な型を3Dプリントします。プリント用のパラメーター(参考値)は以下の通りですが、使用する3Dプリンタやスライスソフトウェアの設定に応じて調整します。

3D打印设置信息

壁厚:约1.6毫米

上层厚度:约1.6mm

下层厚度:0

填充率:30%

填充图案:网格

上記条件で3Dプリント中のマスク型

拉伸真空成型机

真空成型機で一気に成形

完整的3D打印模具放置在我公司出售的真空成型机“ Vaquform DT2”中进行成型。

完成した3Dプリント型は、弊社で販売中の真空成型機「Vaquform DT2」にセットし成形します。

所使用的薄片是1.0毫米厚的“ HIPS薄片”或“ ABS薄片”。如果要使成型后的切割更容易,可以选择0.5 mm的厚度,但强度会降低,因此请根据用途选择板材。

使用するシートは、1.0 mm厚の「HIPSシート」または「ABSシート」の何れか。成形後の切り取りを容易にする場合は、0.5 mm厚でも問題ありませんが、強度が低下するため用途に応じてシートを選択します。

使用Vaquform DT2的成型过程如下

将成型片放在主体上

设置纸张的类型和厚度(只需按下主体上的按钮)

安装3D打印模具并按开始按钮

自动开始加热

达到设定温度后,真空(吸气)会自动开始

放下车把并在大约5秒钟内完成成型

吸力自动结束

取出成型品

这样,对于使用“ Vaquform DT2”的真空成型,只需将成型片放在主体上,然后按开始按钮。它不需要任何专门知识,并且任何人都易于使用。

このように「Vaquform DT2」を使った真空成型は、成形用シートを本体にセットしてスタートボタンを押すだけ。特別な知識を一切必要としないため、誰でも簡単に使用することができます。

在真空成型机中排列的3D打印面罩模具

真空成型機に並べられた3Dプリント製マスク型

设置只需选择要使用的纸张类型和厚度

設定は使用するシートの種類と厚さを選択するだけ

使用“ Vaquform DT2”,最多可以排列3个标准尺寸的口罩类型的口罩,因此可以通过更多地排列来提高生产率。

「Vaquform DT2」では、標準的なサイズのマスク型であれば最大3個程度まで並べることが可能なため、より多く並べることで生産性が向上します。

成型后工作

成形後の作業について

成型后,从薄片上取出3D打印模具,并使用切割器或剪刀剪去不必要的部分。 HIPS片材的切削性极佳,可加工性很强,如果用砂纸等研磨剂轻轻打磨,即使接触到皮肤,也可以在短时间内加工到可以毫无问题使用的水平。

成形を終えたらシートから3Dプリント型を取り出し、カッターやハサミなど使って不要な部分を切り取ります。切削性に優れたHIPSシートの裁断部は、サンドペーパーなどの研磨材を用いて軽く磨けば、肌に触れても問題なく使用できるレベルに短時間で仕上げることが可能です。

通过重复这一系列过程,可以在短时间内生产多个掩模。

この一連の工程を繰り返すことで、短時間で複数のマスクを生産することが可能になります。

另外,在该过程中,我们没有在安装时所需的橡胶线等上开孔,但是由于成型片的加工性优异,因此容易用简单的工具在切割后开孔和切割。

また今回のプロセスでは、装着時に必要なゴム紐などを通す穴開けを行っていませんが、成形用シートは加工性に優れているため、簡易的な工具だけで簡単に穴あけや切削等の後加工が可能です。

使用3D打印机和真空成型机,此过程不仅可以有效地生产面罩,而且还可以在短时间内以低成本生产覆盖整个面部和其他个人防护设备(PPE)的面罩。在当前短缺各种医疗产品的医疗领域的最前沿,需要一种能够更快地供应必要物品的系统。

3Dプリンタと真空成型機を使用したこのプロセスは、マスクだけでなく、顔面全体を覆うフェイスシールドやその他の個人用防具(PPE)を、低コストで短時間に効率よく生産することができます。現在様々な医療品が不足する最前線の医療現場では、必要な物をより迅速に供給するシステムが必要とされています。

注意事項

当使用3D打印的模具(尤其是对PLA敏感的材料)制成时,加热的板可能使脱模困难。当使用印有热敏材料的模具时,必须在使用前在模具上涂抹凡士林等。另外,如上所述,目前对公众开放的3D打印模具需要改进,因此我们也在努力进行改进。可以使用3D CAD软件(例如Fusion 360)自由修改已发布的CAD文件。

3Dプリントされた型、とくにPLAなど熱に弱い素材で生成された場合、加熱されたシートによって離型が困難になる場合があります。熱に弱い素材を用いてプリントされた型を使用する場合には、ワセリンなどを型に塗布して使用する必要があります。また上述の通り、現在公開中の3Dプリント型は改良が必要なため、弊社でも改良作業を行っています。公開されているCADファイルは、Fusion 360 などの3D CADソフトウェアで自由に改良することが可能です。

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