Respirátor z 3D tiskárny
Čeští výzkumníci z ČVUT vyvíjejí prototyp respirátoru pro distribuovanou výrobu, kterou se zabývají v rámci evropského centra excelence RICAIP.
Do boje proti COVID-19 se zapojil i Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky při ČVUT v Praze (CIIRC), kde v centru excelence RICAIP vznikl prototyp respirátoru s označením CIIRC RP95. Jde o alternativu respirátoru typu N95, který je kritickým ochranným prostředkem. V současné době probíhá testování a cílem je, aby se respirátory daly nejen tisknout na 3D tiskárnách, ale i průmyslově vyrábět. Výroba by znamenala navýšení výrobní kapacity i snížení nákladů, které se zatím pohybují okolo 400 Kč za kus.
„Při výrobě respirátoru používáme pouze menší díly filtrovacího materiálu, takže dochází i k úspoře této cenné komodity. Rychlostí tisku a chlazením ovlivňujeme, jak bude materiál pružný nebo pevný, což je nutné k zajištění, aby respirátor přesně seděl na obličeji a aby filtry doléhaly,“ říká Alexandr Lazarov z vývojového týmu ČVUT.
Respirátory bude možné tisknout na 3D tiskárnách s technologií SLS. CIIRC přitom zvolil zcela novou metodu 3D tisku MJF (Multijet Fusion). Tato technologie zaručuje optimální vlastnosti, jako je pružnost, nízká hmotnost nebo nepropustnost a také biokompatibilita. Tisk touto metodou na rozdíl od obvykle používané technologie FDM nevytváří hmotu formou mikroskopické mřížky, kterou by mohl při dýchání v některých místech prostupoval vzduch, takže by nebyla zaručena 100% ochrana před virem. Maska vytvořená MFJ je i na mikroskopické úrovni zcela nepropustná.
V současné době již probíhá testování finálního modelu včetně filtračního materiálu v certifikované zkušebně dle technické normy EN 149:2001. Cílem je atest filtrační třídy FFP3 pro Evropu, NIOSH N95 pro USA. Vývoj směřuje k certifikovatelnému produktu, který bude bezpečný a bude splňovat všechny potřebné normy. Jakmile bude prototyp otestován, bude CIIRC sdílet technickou specifikaci včeně uvedení použitých, zdravotně nezávadných materiálů, mezi partnery v Evropě a ve světě.
Jak uvedli tvůrci, 3D tisk je optimální pro vytištění respirátoru kdekoli v místě aktuální potřeby, stačí odeslat výrobní data ve formě počítačového souboru, který se nahraje do tiskárny a ta vyrobí přesně stejný výrobek jako byl ten původní.
Protože současná situace však vyžaduje vyrobit v krátkém čase ještě větší množství respirátorů, než zvládnou dostupné 3D tiskárny, je nutné připravit hromadnou výrobu technologií vstřikování plastů pomocí vstřikolisů (vzhledem k tomu, že možnost výroby vakuovým tvarováním termoplastu není vhodná kvůli nutnosti výroby závitů), což umožní vyrábět až stovky kusů za hodinu na jednom stroji.
Pracujeme na úpravách modelu nutných pro vývoj formy, která by umožňovala hromadnou výrobu vstřikováním plastu. Po vyzkoušení prototypové výroby, poskytnou další informace, jak se mohou případně zapojit další firmy, které disponují stroji na vstřikování plastů. Hledají také firmy, které mohou pomoci s vyléváním silikonového těsnění, nasazovaného na vytištěnou masku kvůli vzduchotěsnosti. Zájemci se mohou hlásit přes covid@ciirc.cvut.cz. Cílem je společně připravit prototyp respirátoru pro hromadnou výrobu tak, aby bylo možné respirátory vyrábět kdekoli na světě. Respirátor (ať už vytištěný na 3D tiskárně nebo vyrobený na vstřikolisu) bude možné po snadné dezinfekci a výměně filtračního materiálu používat neomezeně. Vstupní otvor pro filtrační vložku bude možné upravit do jakéhokoli tvaru dle zadání dodavatele.
