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看3D打印如何解決口罩面部適配的痛點?

文章出處:3d打印機點擊次數:作者:極光爾沃
      目前新冠病毒疫情在全球蔓延,有報道稱美國N95口罩已經漲價11倍,口罩行業的關注度在全球范圍內進一步攀升。除了“一罩難求”的物資短缺引發的企業跨界生產,對于口罩的防護效用、長期佩戴的舒適性等問題,也被放上熱點位置。


圖片來自網絡


影響口罩防護效果的關鍵性指標

       作為個人防護用品,口罩最關鍵的兩個指標是“過濾效率”和“泄漏率”,分別代表口罩過濾材料對空氣中顆粒污染物的過濾能力以及口罩與面部的貼合程度。如果泄漏率高,則表示污染物可從口罩與面部之間的縫隙進入口罩內部,即使過濾效率再高也是枉然。

       市面上絕大多數民用KN95口罩(同美國N95標準),依賴標準尺寸的頭部模型進行“泄漏率”測試。而人的真實臉型大小千差萬別,口罩佩戴時并不能有效貼合不同人的臉型,影響防護效果亦或留下勒痕。



圖片來自公眾號:拍者

        我國作為人口密度較高的國家,經此一“疫”,口罩佩戴習慣以及文化或將加速形成??谡质袌鲆幠U大的需求下,如何在佩戴舒適的前提下提高防護效果,將會是我們重要的考量之處。

核心研發競爭力實現產品快速創新

       針對市面上口罩的普遍痛點,一些科技公司通過極速3D打印LEAP™技術,快速實現了產品創新。從提出概念到產品設計,再到成品誕生,僅48小時成功開發了一款搭載彈性3D打印龍骨的高性能口罩,能夠有效貼合臉部,在佩戴舒適的同時,實現有效過濾,達到安全防護的效果。


搭載彈性3D打印龍骨的高性能口罩


佩戴效果示意

這款口罩的龍骨采用自主研發的EM彈性材料,通過3D打印一體成型。從產品上來說,優勢在于以下幾個方面:

        1.龍骨經由參數化設計成三維點陣結構,保證口罩支撐性的同時,能夠與面部產生較大的接觸面積并緊密貼合,大幅降低了泄漏率,提升了防護效果;
        2.三維結構的彈性龍骨適配能力強,在外力作用下可發生形變,能夠匹配不同臉型大小的應用需求,適用于不同人群的高標準防護需求;
        3.保證口罩緊密貼合的同時,降低了面部的壓迫感,有效解決了面部勒痕的問題,適合長時間佩戴。
        注:該項技術已申請發明專利



口罩龍骨的設計示意


口罩龍骨的打印過程


行業技術壁壘實現產品應用優勢

        為了驗證3D打印彈性龍骨的技術優異性,研發人員利用專業的TSI-8038口罩密合度測試儀對本款口罩整體的防護效果進行了評估。在真人實際佩戴情況下,不同測試者均獲得了滿分200+的密合度評分,且口罩的整體過濾效率(口罩內顆粒物的濃度/環境中顆粒物濃度)達到了99.9%以上,達到并超越了KN95的標準。


口罩龍骨實物細節

        經過反復佩戴驗證,本款口罩兼具輕巧耐用,彈性龍骨可以重復使用。而打印龍骨的EM彈性材料也已通過了ISO 10993-10:2010皮膚致敏性檢測(檢測報告由SGS出具),使用上親膚安全。


口罩龍骨彈性展示

        不僅得益于設計創新以及材料性能的應用優勢,公司還將實現基于LEAP™技術的批量化生產,通過已建成的智能工廠,使產品能夠快速上市。這是產品設計方式的革新、生產方式的革命,依靠高速高效的3D打印工具,大大縮短產品迭代周期,實現一種新型的產品創新模式。


        面對當下疫情的安全防護需求以及口罩習慣的未來增長趨勢,利用行業領先的3D打印技術,為個人防護產品的創新與落地貢獻一份力量。

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