Αναλυτικό ημερολόγιο αποστολών των ασπίδων της COVID-19 Response Greece υπάρχεi σε αυτό τον σύνδεσμο. (τεμάχια, λήπτες και δωρητές)
Παίρνοντας έμπνευση από το σχέδιο ασπίδας προσώπου που δημοσίευσαν στην κοινότητα Hackaday οι Πολωνοί Konrad Klepacki και Mateusz Dyrda [link], εθελοντές της COVID-19 Response Greece σχεδίασαν ένα υποκατάστατο ασπίδας προσώπου που θα μπορούσε να παραχθεί στην Ελλάδα μαζικά και ταχύτατα.
Το σχέδιο αφορά μια εξαιρετικά απλή κατασκευή προστατευτικής ασπίδας προσώπου αποτελούμενης από φύλλο διαφανούς πλαστικού PET πάχους 0.4mm. Η ασπίδα αποτελείται από δύο μέρη κατασκευασμένα από το ίδιο υλικό: μια διαφανή πρόσοψη και μια λωρίδα που μετατρέπεται σε στεφάνη για το κεφάλι [link στα αρχεία DXF και τις οδηγίες κατασκευής].
Κατά τη συναρμολόγηση, η πρόσοψη μπορεί να ενωθεί με την στεφάνη με ταινία διπλής όψεως ή με συρραπτικό. Για μεγαλύτερη άνεση, μπορεί να προστεθεί ένα φύλλο πολυαιθυλενίου στο εσωτερικό της στεφάνης που έρχεται σε επαφή με το μέτωπο [link στις οδηγίες συναρμολόγησης].
Για την δοκιμή του σχεδίου κατασκευάσαμε πρωτότυπα κόβοντας φύλλο PET πάχους 0.4mm με laser cutter CO2 κλειστού τύπου.
Το συγκεκριμένο σχέδιο ασπίδας προσώπου αξιολογήθηκε αρχικά από τον Πανελλήνιο Ιατρικό Σύλλογο και από ιατρούς του ΑΧΕΠΑ και τροποποιήθηκε ελαφρώς το μήκος της πρόσοψης. Το τροποποιημένο σχέδιο αξιολογήθηκε από ιατρούς στα νοσοκομεία Παπανικολάου, Ιπποκρατειο και Καστορίας.
Την αντοχή του υλικού και τη δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης της ασπίδας δοκιμάσαμε στην κλινική του Αγίου Λουκά, χρησιμοποιώντας τέσσερα διαφορετικά απολυμαντικά (δυο gel και δυο πλύσης) τα όποια φαίνονται στις φωτογραφίες. Το PET δεν θάμπωσε ούτε άλλαξε χρώμα κατά την δοκιμή. Το ίδιο ισχύει για το φύλλο πολυαιθυλενίου.
Το σχέδιο μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιαδήποτε μονάδα παραγωγής διαθέτει εξοπλισμό που της επιτρέπει να κόψει φύλλο PET 0.4mm.
Δοκιμάσαμε την κοπή με laser cutter CO2 κλειστού τύπου στις εγκαταστάσεις της Rodia Event Decoration στην Έδεσσα. Επίσης, δοκιμάσαμε την κοπή του PET με πρέσα κοπής χαρτιού στις εγκαταστάσεις της Σούλης ΑΒΕΕ στην Σκύδρα.
Η ΣΟΥΛΗΣ ΑΒΕΕ δεσμεύτηκε να διαθέτει τις ασπίδες προσώπου στην τιμή του κόστους παραγωγής (εκτιμώμενη τιμή 0,70€ + Φ.Π.Α), ενώ περισσότερες από 2.000 ασπίδες έχουν δοθεί ως δωρεά από την ίδια την εταιρεία.
Η διαδικασία κοπής με πρέσα (στην οποία εφαρμόζονται μαχαίρια) επιτρέπει την κοπή πολλών φύλλων PET ταυτόχρονα. Αυτό μεγαλώνει σημαντικά την δυναμικότητα της παραγωγής έναντι της κοπής με laser cutter, η οποία απαιτεί να κόβεται ένα φύλλο τη φορά.
Βασιστήκαμε στο σχέδιο προστατευτικής ασπίδας προσώπου που δημιούργησε η Τσεχική εταιρεία Prusa Research [link στο σχέδιο της Prusa].
Το συγκεκριμένο σχέδιο διατίθεται δωρεάν υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons (4.0 International License) Attribution-NonCommercial που επιτρέπει την ελεύθερη τροποποίηση του σχεδίου (Remix) αλλά απαγορεύει την εμπορική του αξιοποίηση χωρίς την άδεια της Prusa Research.
Εκτυπώσαμε το σχέδιο της Prusa σε 3D printer (Fused Deposition Modelling) χρησιμοποιώντας PLA ως υλικό εκτύπωσης και ακολουθώντας τις οδηγίες της Prusa. Έχοντας τον 3D printer μας σε 24ωρη λειτουργία, παράχθηκαν 6 τεμάχια.
Επίσης, κόπηκε φύλλο διαφανούς πλαστικού PET πάχους 0.4mm για την πρόσοψη της ασπίδας, χρησιμοποιώντας laser cutter.
Διαπιστώσαμε ότι το φύλλο της πρόσοψης δεν μπορούσε να ταιριάξει στις υποδοχές της στεφάνης που είχαμε εκτυπώσει. Χρειάστηκε να γίνει μια τροποποίηση στο σχέδιο της Prusa, αυξάνοντας την διάμετρο των οπών του φύλλου PET [link στο τροποποιημένο σχέδιο].
Ήρθαμε σε συνεννόηση με τον Πρόεδρο του Πανελλήνιου Ιατρικού Συλλόγου, κο Αθανάσιο Εξαδάκτυλο, και στις 23/3/2020 παραδώσαμε κάποια από τα πρωτότυπα που κατασκευάσαμε στον διοικητή του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ, κο Παναγιώτη Παντελιάδη, για να αξιολογηθούν. Το ιατρικό προσωπικό αξιολόγησε την κατασκευή θετικά ως προς την λειτουργικότητα της, χωρίς κάποιο αρνητικό σχόλιο.
Το συγκεκριμένο σχέδιο ασπίδας προσώπου έχει ήδη βρει μεγάλη αποδοχή από κοινότητες που ασχολούνται με 3D printing σε όλο τον κόσμο. Η Prusa Research έχει ξεκινήσει την παραγωγή του στο printer farm των εγκαταστάσεων της, προκειμένου να καλύψει τις ανάγκες νοσοκομείων της Τσεχίας σε μέσα οφθαλμικής προστασίας.
Δεδομένου ότι ένας μικρός 3D printer δεν μπορεί να κατασκευάσει πάνω από 10 τεμάχια ανά ημέρα, για να επιτευχθεί παραγωγή 1000 τεμαχίων ανά ημέρα από έναν κατασκευαστή απαιτείται printer farm 100 εκτυπωτών.
Εναλλακτική λύση θα ήταν μια διαδικασία κατανεμημένου (distributed) 3D printing από μεμονωμένους εθελοντές, με συγκέντρωση των εκτυπωμένων μερών και συναρμολόγηση τους σε ένα κεντρικό σημείο. Πρέπει να σημειωθεί ότι η διαδικασία αυτή αυξάνει τον κίνδυνο μόλυνσης των εκτυπωμένων μερών της παραγωγής από τους μεμονωμένους εθελοντές, καθώς είναι δύσκολο (και οπωσδήποτε δυσκολότερο σε σχέση με κεντρική παραγωγή) να αποκλειστεί το ενδεχόμενο κάποιος από τους εθελοντές να φέρει τον ιο COVID-19.
Μια διαφορετική μέθοδος παραγωγής θα ήταν με τη χρήση injection molding αφού προηγηθεί η κατασκευή του καλουπιού. Αυτό μπορεί να γίνει με την τυπική διαδικασία του ατσάλινου καλουπιού που έχει υψηλό κόστος κατασκευής και απαιτεί πολύ χρόνο για την ολοκλήρωση του προκειμένου να μπορεί να ξεκινήσει η παραγωγή. Στα θετικά της μεθόδου αυτής είναι ότι ένας κατασκευαστής μπορεί να επιτύχει παραγωγή αρκετών χιλιάδων τεμαχίων ανά ημέρα.
Η μέθοδος που εξετάζουμε σήμερα είναι παραγωγή με injection molding χρησιμοποιώντας καλούπι που έχει κατασκευαστεί με SLA 3D printing (πολυμερισμός ρητίνης) [link]. Η μέθοδος αυτή θα επέτρεπε γρήγορη κατασκευή του καλουπιού και γρήγορη εκκίνηση της παραγωγής με μεγάλο αριθμό τεμαχίων ανά ημέρα. Στα αρνητικά της είναι ο υψηλός ρυθμός με τον οποίο πρέπει να αντικαθίσταται το καλούπι, καθώς έχει χαμηλή αντοχή. Παρόλα αυτά, το κόστος για την παραγωγή μερικών δεκάδων χιλιάδων ασπίδων εκτιμάται χαμηλότερο από το κόστος του injection modling με ατσάλινο καλούπι.
Due to COVID-19, hospitals are experiencing a face shield shortage. To help solve...
ΠερισσοτεραPRUSA Face Shield DFM - Draft for Injection Molding designs are available here...
ΠερισσοτεραMinimalistic design optimized for mass production. It uses only laser cut plastic...
ΠερισσοτεραA laser cuttable face shield for moments of dire need. V2 is entirely laser cut out of PETG...
ΠερισσοτεραDesigned to be mass produced to meet demands of the COVID-19 epidemic...
Περισσοτερα