3D tiskárna pomocná ruka v době pandémie koronavirů

Jak může pomoci 3D tisk v boji proti koronavirů

Široký záběr použití 3D tiskáren v různých odvětvích se v současné době rozšířil o významnou pomoc v boji proti koronavirů. Přesněji v ochraně proti nakažení onemocnění virem Covid19, který se rozšířil do celého světa. Pandemie takových rozměrů zaskočila doslova celý svět. Nikdo navzdory dobré vybavenosti ochranných pomůcek nebyl připraven na tak velký rozsah a dobu trvání. Ochranných pomůcek je bohužel stále nedostatek a největší deficit pociťují právě zaměstnanci v první linii. Těmi jsou zdravotníci, ale i ochranné složky, policie, hasiči. Zatímco v domácnostech si začali lidé šít látkové ochranné roušky, pro zdravotníky je taková ochrana nedostačující. Zde se projevila solidarita uživatelů 3D tiskáren, které svá zařízení začaly využívat k tisku ochranných respirátorů a štítů pro zdravotnictví. Kromě různých společností, podali pomocnou ruku i univerzity, které vlastní 3D tiskárny pro studijní účely. Internetem se začaly šířit volně dostupné předlohy pro tisk těchto ochranných pomůcek. I my jsme vyzkoušeli, jak se dá vytisknout ochranný respirátor v domácnosti na běžné 3D tiskárně.

Odkud čerpat inspiraci na model respirátoru

V databázi uživatelů 3D tisku je množství modelů respirátorů a ochranných štítů, které jsou volně dostupné. Tato databáze nabízí nápady široké veřejnosti. Modely si můžete stáhnout například z těchto volně dostupných databází na Copper3D nebo 3dnatives.

foto zdroj: 3dnatives

Pokud jste našli model, který byste chtěli vytisknout stačí stáhnout soubor ve formátu STL. Přehrát si jej můžete v programu 3Skicar, který je součástí operačního systému Windows 10. Pokud jste chytrý a umíte pracovat s 3D objekty, můžete si 3D model vytvořit i sami v některém z 3D programů. Pokud již máte 3D model respirátoru, ten musíte zkonvertovat ještě do G-kódu pomocí konvertoru. Použít můžete Slic3r nebo Cura konvertor. G-kód už je rozpoznatelný pro 3D tiskárnu. Po zkopírování na SD kartu nebo pomocí připojeného notebooku, pc ho můžete použít v 3D tiskárně. Přesně tak jsme postupovali i my při vytištění 3D respirátoru v domácnosti. Samotný 3D tisk po úspěšném nastavení, by už měl probíhat hladce. Pracovní čas, který je potřebný pro tisk závisí na obtížnosti 3D modelu. Složitější model zabere i několik hodin. Po tisku 3D modelu ho musíte ještě očistit a u modelu, který se tlačí s prázdnými místy je třeba vylomení podpůrných míst a finální očištění modelu.

Tiskneme respirátor doma na 3D tiskárně

Po nastavení 3D tiskárny, kterou jsme použili už samotný tisk probíhal bezproblémově. Tlačily jsme to z nejběžnějšího PLA materiálu. Pro domácí použití je to dostatečné, avšak pro komerčně použití hrají roli i vlastnosti, jako anti-bakteriálnosť a možnost sterilizace a dezinfekce. Například ABS plast se rozpouští acetonem a nevíme, jak přesně odolává ethanolu a methanolu v dezinfekcích. Vytisknout náš model 3D respirátoru trvalo přibližně 3 hodiny. Čas závisí od tiskárny a použité trysky, výplně. Je to neefektivní způsob oproti hromadné výrobě, pokud mě někdo vstřikovací lisy, tak dokáže denně vyprodukovat tisíce. My jsme vytlačili 2 ks respirátorů, jen pro potřebu testu. Model našeho respirátoru zahrnuje také odnímatelnou část pro vložení filtru. Použili jsme běžné odličovací tampony, které přesně zapadly i když jejich účinnost je sporná. Na fórech lidé doporučovali více vrstev gázy, hygienické kapesníky nebo speciální antibakteriální tkáň až po kvalitní filtry. Po vytištění a opracování jsme dostali jeden plochý kus. Ten jsme následovala ponořením do horké vody vytvarovali přikládaním k obličeji. Teplem se materiál velmi dobře tvaruje. Výsledný produkt by sice nevyhrál soutěž krásy, ale použitelný je. Přestože je náš respirátor použitelný má několik negativních stránek. Materiál z kterého jsme tiskli po vytvarování vykazoval mírnou vůli v těsnění. Tento materiál neni příliš vhodný. Po delším nošení nepříjemně působí na pokožku. Filtry by musely být kvalitní, aby ochrana splňovala svůj účel. A způsob čištění po použití je omezen na mytí v mýdlové vodě. Každopádně i doma se dá vytisknout respirátor.
(Materiál je horký, ale ne tak aby se nedal pomalu vytvarovat, pozor však na teplotu)!

Respirátory, ochranné štíty pro lidi v první linii

Tisk 3D respirátorů a ochranných pomůcek je dobrý krok, jak pomoci lidem hlavně v první linii. Pokud jsou univerzity, instituce a společnosti, které dokáží tisknout větší množství a hlavně z materiálů, které splňují přísné ochranné a hygienické kritéria je to velká pomoc. Při samotném vytvoření modelu a 3D tisku je třeba dodržet množství takových kritérií. Nejen z hlediska materiálu, ale také dobrého utěsnění, antibakteriálnosti a kvality filtru. Získat certifikaci není snadné, hlavně při respirátorech. Při ochranných štítech je situace trochu lepší. Ale i tam musí být dodrženy určité podmínky při výrobě, kritéria, které musí taková ochrana splňovat. Jde hlavně o přísné zdravotní a bezpečnostní protokoly, jakými jsou zdravotní nezávadnost materiálu a možnost sterilizace takových štítů a jejich částí.

Společnost Prusa Research, známí český výrobce 3D tiskáren se zapojil do výroby ochranných štítů, z nichž již některé prošly ověřením a schválením. Po úspěšných testech by se tak měli dostat k zdravotníkům. Navíc společnost chce nabídnout svůj design ochranného štítu na obličej i jiným společnostem, které by měly zájem takového štíty vyrábět. Samozřejmě s dodržením všech bezpečnostních protokolů.

Společnost HP se zapojila do 3D tisku respirátorů

Mezi prvními velkými společnostmi, která zareagovala je HP. Spolu se svými globálními partnery začala vyrábět respirátory i bezdotykové pomůcky pro otevírání dveří. Do celého projektu byli zapojeni experti chemie, informatiky, kybernetiky a robotiky, kteří vyvivunili speciální model respirátoru pro 3D tiskárny z portfolia společnosti HP. Významnou mírou přispěly experti z České Republiky. Testy a přísné kvalitativní i zdravotní ověřování je samozřejmostí. První produkty, které se již dostali po ověřování do výrobního procesu 3D tisku jsou respirátory bezdotykové otvírače dveří, speciální spony na úchyt ochranné masky a celoobličejové štíty. Společnost HP testuje další výrobky, které by mohly pomoci pacientům odkázaných na plicní ventilaci. Jde o speciální díly vytištěné 3D tiskárnou, které se použijí pro masku s mechanickým vakem. Ten by měl pomoci při krátkodobé nouzové ventilaci pro pacienty s Covid19. Společnost HP a její partneři zpřístupnily na webové stránce HP pro volné stažení, již ověřené návrhové soubory pro množství součástek, které nevyžadují komplexní sestavení. Majitelé 3D tiskáren řady HP Jet Fusion 4200 se mohou zapojit do výroby respirátorů CIIRC RP95-3D. Jde o respirátor s certifikátem, který vlastní výzkumný tím CIIRC CVU, který tento prototyp pokročilého respirátoru vyvinul za týden. Splňuje stupeň ochrany typu FFP3. Může se používat opakovaně díky ověřeným postupům sterilizace a dezinfekce. Dokonce můžete tento respirátor kromě parní sterilizace, dezinfikovat roztokem na bázi alkoholu s 85% podílem ethanolu.

V boji s onemocněním Covid19 je každá pomoc dobrá. Díky technologii 3D tisku mohou i majitelé 3D tiskáren pomoci. A nejen oni, ale všichni kteří spolupracují na vývoji a testování bezpečnosti ochranných pomůcek.