Na przestrzeni ostatnich miesięcy publikowaliśmy wiele informacji na temat projektów masek, proponowanych przez producentów drukarek 3D oraz materiałów. Często dostrzeganym przez Naszych Czytelników problemem był fakt niskiej dostępności filtrów. Jak się okazuje, i ten problem można spróbować rozwiązać z wykorzystaniem technologii druku 3D.
ExOne, producent urządzeń pracujących w technologii Binder Jetting, w ramach kooperacji z naukowcami Uniwersytetu w Pittsburghu pracują nad metodą addytywnego tworzenia miedzianych filtrów do masek ochronnych. Jak mówią twórcy, metalowe filtry będą możliwe do dezynfekcji i wielokrotnego użytku, aby zapewnić trwałą ochronę przed wirusami, takimi jak COVID-19.
W całym procesie szczególna rolę odgrywa technologia Binder Jetting, która pozwala na wytwarzanie metalowych części o określonych poziomach porowatości, tak aby skutecznie odfiltrowywać niepożądane patogeny, a jednocześnie umożliwiać przepływ powietrza i swobodne oddychanie. Obecnie tworzone filtry są dopasowane do autorskiej maski ochronnej opracowanej przez naukowców Uniwersytetu w Pittsburghu.
Filtry drukowane są z dwóch rodzajów materiałów – stali chirurgicznej 316L oraz miedzi. Obecnie prowadzone są testy wydajności przepływu powietrza i filtracji – docelowo, filtry zostaną optymalizowane pod kątem zgodności ze standardem maski ochronnej N95. Jak mówi John Hartner, CEO ExOne, po zatwierdzeniu prawidłowego działania masek, projekt można zaadaptować nie tylko do masek ochronnych, ale również respiratorów czy masek anestezjologicznych.
Możliwość druku 3D z miedzi, jaką dają urządzenia ExOne, pozwala na tworzenie antybakteryjnych wydruków 3D, na powierzchni których aktywność wirusa COVID-19 jest znacznie mniejsza niż w przypadku innych metali. W walce z pandemią, wykorzystanie materiałów, których właściwości biobójcze są znane od dawna może okazać się szczególnie istotne. Wcześniej, pomysł na druku 3D miedzianych powłok antybakteryjnych przedstawiła australijska firma SPEE3D.
Markus Chmielus, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej i inżynierii materiałowej w Swanson School, podkreśla, ze technologia Binder Jetting daje możliwość określenia porowatości drukowanej części, a następnie dostrajania jej w procesach spiekania w wysokiej temperaturze, tak aby uzyskać optymalną wydajność filtrowania. Zazwyczaj, materiał natryskiwany jest tak, aby uzyskać jak najmniejszą porowatość, jednak aplikacje takie jak filtry wymagają szczególnych rozwiązań.
Do badań właściwości materiałów naukowcy wykorzystują skanery CT, które pozwalają im na analizę mikrostruktury i porowatości filtrów. Badania wspiera m.in. Ansys, światowy lider w dziedzinie symulacji inżynieryjnych, zapewniając dodatkowe wsparcie symulacji komputerowych, dla przeprowadzenia jak najbardziej wiarygodnych analiz.
Dostawcą drukarek 3D do metalu oraz piasku firmy ExOne m.in. na rynku Polskim jest firma Colmex.
Źródło: exone.com
