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西北大学新闻

未来科技每天打印1000个面罩组件

美国西北大学的研究人员日前证明,仅用一台3D打印机,每天就可以打印出1000个用于制作护面罩的零部件。

防护面罩是个人防护装备(PPE)的重要组成部分,它可以在医护人员治疗病人时保护他们免受新型冠状病毒(COVID-19)的感染。

当西北大学的研究人员查德·a·米尔金和大卫·沃克听说医院里PPE短缺的消息时,他们的团队立即采取了行动。10月,墨金和他的研究小组,在突破的一篇文章在《科学》杂志上公布了一项新的3 d打印技术称为“高压区快速印刷”(琴),13-feet-tall打印机2.5平方英尺的打印床可以打印在一小时半码——记录吞吐量3 d印刷领域。

mirkin face shield查德·a·米尔金

米尔金说:“由于需求巨大,即使是3D打印机也很难满足人们对面罩的需求。”“但竖琴的速度和力量是如此之快,我们可以在这种需求上做出有意义的改变。”

通过24/7运行打印机,零件以每天1000个的速度生产。志愿者小组成员以6小时轮班制工作,以保持生产周期的持续进行。

米尔金是西北大学温伯格文理学院的乔治·b·拉特曼化学教授,也是国际纳米技术研究所的主任。沃克是西北大学的常驻企业家。米尔金和沃克与西北大学研究员詹姆斯·亨德里克(James Hedrick)一起发明了竖琴背后的技术,并成立了Azul 3D公司。该公司拥有竖琴知识产权(美国专利申请62/815,175)。

护面罩由三部分组成:坚固的塑料头带、透明的塑料布和弹性材料。塑料片夹在发带里,然后用一根有弹性的橡皮筋固定在佩戴者的头上。

Azul 3D团队将领导头带打印,并与当地一家制造公司合作,提供激光切割的透明塑料盾牌。第三个合作伙伴正在对面罩组件进行消毒,并将其包装成易于组装的工具包,这些工具包将供应给当地医院。该小组指出,面罩可以清洗和重复使用,目前正在解决使用面罩的监管要求。

关于琴

HARP公司依靠的是一种新型立体印刷技术,这种技术正在申请专利。立体印刷技术是一种3D打印技术,可以将液体塑料转化为固体物体。竖琴是垂直印刷的,使用投射的紫外线将液体树脂固化成硬化的塑料。这种方法可以打印出坚硬的、有弹性的甚至是陶瓷制品。与其他3d打印技术常见的层压结构相比,这些连续打印部件具有更强的机械强度。它们可以用作汽车、飞机、牙科、矫形术、时装等的零件。

目前3D打印机的一个主要限制因素是热量。每台树脂3D打印机在高速运行时都会产生大量热量,有时甚至超过180摄氏度。这不仅会导致表面温度升高到危险的程度,还会导致打印部件开裂和变形。速度越快,打印机产生的热量越多。如果它又大又快,热量会非常强烈。

西北大学的技术绕过了这个问题,使用了一种不粘液体,它的行为类似于液体特氟隆。竖琴通过窗户投射光线,使树脂在垂直移动的盘子上凝固。液体聚四氟乙烯流过窗户来消除热量,然后通过一个冷却装置使其循环。

米尔金说:“我们的技术和其他技术一样会产生热量。”“但我们有一个接口,可以消除热量。”

米尔金表示,竖琴将在明年上市。该团队已经在研究另一台打印机,它的吞吐量将是现有打印机的两倍。

米尔金还是麦考密克工程学院生物医学工程、材料科学与工程、化学与生物工程的教授;范伯格医学院医学教授;西北大学罗伯特·h·卢里综合癌症中心成员。

编者按:Mirkin, Walker和Hedrick在Azul 3D公司有经济利益。西北大学在Azul 3D公司拥有经济利益(股权、版税)。

主题:冠状病毒,工程学,麦考密克工程学院,纳米技术,技术,文理学院

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2020/03/futuristic-technology-prints-1000-face-shield-components-per-day/