3Dプリント/コピーゴーグルがあざをなくす、北京化学実験室が5,000セット以上を生産し、防疫作業の最前線に送る

南極熊の紹介：以下は北京化学工学大学の迎蘭研究室のハードコアな防疫活動です。5,000セット以上のゴーグルを3Dプリント/コピーし、最前線の労働者に届けます。

新型コロナウイルスによる肺炎が全国に広がった。突然の流行に直面し、中国全土が立ち上がり、全土の医療スタッフが湖北省に駆けつけ、支援活動を行っている。ウイルスの侵入に対抗するため、医療従事者は厳重な防護措置を講じているが、長期にわたる作業のため、多くの医療従事者の顔が防護具によって損傷を受けている。これらの勲章は彼らの無私の献身の勲章であると同時に、全国の人々の心にも響きます。

図1 最前線の医療従事者の顔面外傷

1. これらのマークはどのようにして生まれたのでしょうか?根本的な原因は、ゴーグルが着用者の顔の構造に合っていないことです。ゴーグルを着用することは、目からのウイルスの拡散を防ぐ効果的な方法です。厳しさを保つために、医療スタッフはゴーグルをきつく縛ることが多く、ゴーグルの端が顔に当たる部分に大きな圧力と摩擦が生じます。作業時間が長くなると、圧迫部位に痛み、しびれ、赤み、へこみ、破損などの圧迫損傷が発生します。重症の場合は炎症症状が発生し、ゴーグルの使用感に大きな影響を与え、医療従事者の健康を危険にさらします。ゴーグルとは、主にスポーツ、機械加工、実験、臨床実習などで、飛来物、化学物質、感染性体液（飛沫、血液など）による目の損傷から目を保護するために使用する保護メガネを指します。一般的に、固形の破片から保護するタイプと化学溶液から保護するタイプに分けられます。新型コロナウイルス肺炎への対応として、ゴーグルの主な機能は、空気中に飛散する感染源や病原体が目に入るのを防ぐことです。どちらのタイプの保護メガネも販売されていますが、使用範囲が異なります。化学溶液から保護する保護メガネは、優れた全方位保護機能を備えているため、病原体密度の高い臨床環境、実験室環境、その他の環境で使用でき、通常の環境にも適しています。一方、固体衝撃から保護するゴーグルは、空気中の病原体密度が低く、感染性体液が飛散する可能性がある環境にのみ適しています。 2. カスタマイズゴーグルとは何ですか?ゴーグルと着用者の顔の構造との不適合の問題を解決するには、ゴーグルをカスタマイズする必要があります。既存の一般的な医療用ゴーグルは、フレームとアームの2つの部分で構成されており、原材料はポリカーボネートなどの有機ポリマー材料で、射出成形機で高温で可塑化した後、金型に素早く注入し、冷却後に成形されます。金型を作るにはコストと時間がかかるため、メーカーは固定の金型を再利用して大量生産することが多く、その結果、ゴーグルはまったく同じで単一の仕様になります。

図2 北京化学工学大学英蘭研究室が製作したゴーグル

人によって顔の構造が異なるため、同じサイズのゴーグルを着用しても適切にフィットせず、上記のような問題が発生します。現在、多くの科学技術関係者がさまざまな緩和策を提案していますが、根本的な解決には、まずメガネの構造を改善し、医療従事者一人ひとりの顔の特徴に合わせてゴーグルをオーダーメイドすること、特にゴーグル用のカスタムメイドのシーリングストリップが最善の解決策となるでしょう。できますか？答えはイエスです！ 3. どうすれば達成できるでしょうか? ——柔軟な 3D 印刷/コピー準備技術は、 3 次元スキャンと柔軟な 3D 印刷/コピー準備技術を使用して、ゴーグルのシーリングストリップをカスタマイズできます。具体的な技術ルートは 2 つあります。

図3 カスタマイズゴーグルの製造工程

具体的な手順は、 ①3次元スキャン：「3Dスキャナー」を使用して着用者の顔の輪郭をスキャンします。このプロセスには1分しかかからず、短時間で大量のデータを迅速に収集できます。 ②モデルの構築：3Dモデリングソフトウェアを使用して、スキャンしたデータと標準フレームサイズに基づいてシーリングゴムストリップの3Dモデルを形成します。 ③ 成型シーリングストリップ：シーリングストリップは柔らかいTPUまたはシリコンで作られているため、柔軟な材料用の特殊な3Dプリント装置、または硬い型を印刷してから成型する3Dコピー技術を使用して作成する必要があります。北京化学工学大学のYinglan研究室が発明した溶融差動3Dプリントは、柔軟な材料の3Dプリントと成型に完全に対応しています。 ④完成品を作る：オリジナルのゴーグルシーリングストリップをカスタマイズされたシーリングストリップに交換することで、密閉効果が高く、快適性の高いゴーグルが得られ、ゴーグルのカスタマイズが実現します。

図4 ゴーグルに取り付けられたカスタムシール

次に、溶融差動3Dプリント技術と3Dコピー技術についてお話します。溶融差動3D印刷技術溶融差動3D印刷技術の原理を図5に示します。精密スクリュー式材料可塑化および供給原理、高速応答スイッチバルブ材料フロー制御方法、溶融圧力閉ループ自己バランスなどの主要技術を革新的に採用しています。さまざまな材料の粒状形状の直接印刷および成形を実現し、消耗品の種類と形状を制限する既存の溶融堆積3D印刷の技術的困難を解決します。消耗品の範囲が広く、コストが低いです。これにより、柔軟な素材を製品原料として用いたシーリングストリップの製造に成功しました。同時に、この装置は比喩的に「食べ物にこだわらない3Dプリンター」とも呼ばれています。図6は、溶融差動3D印刷装置で適応できる材料と対応するサンプルモデルを示しています。

図5 溶融差動3Dプリント技術の原理

図6 溶融差動3Dプリンタで適応可能な材料とサンプルモデル

Antarctic Bear は、「北京化学技術大学が「好き嫌いのない」3D プリンターを開発」も報じました。https://www.nanjixiong.com/thread-48241-1-1.html

3D複製技術「3D複製」は、北京化学工学大学迎蘭研究室のテーマリーダーであり、教育部長江学者特別教授の楊衛民教授によって提唱された、成型設備を核としたインテリジェント製造技術であり、スキャン、3Dプリント、成型を統合したインテリジェントシステムの構築により、複雑な構造の部品の迅速な一括複製を実現します。

図7 研究所は3Dプリント技術を使ってゴーグルを製造している

この時点で、カスタマイズされたゴーグルが製造されます。もう医療従事者が怪我をする心配はありません!疫病の発生以来、英蘭研究所は科学研究にこだわり、疫病との戦いの最前線で常に戦ってきました。研究室は3Dプリント/コピー技術を使用して、サイドライトパネル付きのゴーグル5,000組以上を製造し、2回に分けて最前線に届け、武漢、孝感など湖北省の他の場所での疫病との戦いの最前線にいる衛生労働者にタイムリーで効果的な健康保護を提供しました。製品は北京の多くの三次病院や北京環境衛生グループ、CITIC環境などの組織にも寄贈されました。
プロジェクトリーダーの簡単な紹介：嬌志偉、男性、1985年生まれ、山西省出身、博士、北京化工大学准研究員、中国プラスチック協会専門委員会執行副事務局長、中国機械工学学会上級会員など。主な研究分野は、3Dプリンティング、ポリマー処理装置、ソフトロボティクスです。執筆者: 何其超、馬浩鵬(一部の写真はインターネットから引用)

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