消息资讯|可打印高温灭菌PPE的开源3D打印机，为下一次大流行做好准备
_原题为 可打印高温灭菌PPE的开源3D打印机 ， 为下一次大流行做好准备
江苏激光联盟导读：
据悉 ， 来自密歇根理工大学的Joshua Pearce 教授领导的MOST实验室团队有意制作了对高温3D打印机进行了开源设计 ， 这些设计通过" Open source high-temperature RepRap for 3-D printing heat-sterilizable PPE and other applications " 已经发布在专门针对COVID-19技术的HardwareX特刊中 。
Graphical abstract图形摘要
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根据世界卫生组织的报告 ， COVID-19的迅速传播导致美国和欧洲的呼吸机等医疗设备以及个人防护设备（PPE）从当地到全球范围内出现短缺 。 这场由SARS-CoV-2病毒引起的冠状病毒疾病（COVID-19）传播已经使区域性医疗基础设施不堪重负 。 小型公司、传统制造商和微观装配实验室(fab Lab)的分布式制造（其中的产品在本地生产）激增 。 使用台式机制造甚至可以在个人层面上进行分布式制造 ， 从而为大量产品节省了消费者的钱 ， 包括个人设备和柔性产品 。 分布式制造 ， 也称为分布式生产、云生产和本地制造 ， 是企业使用地理分散的制造设施网络（通过信息技术进行协调）进行的分散制造的一种形式 。 它还可以通过具有历史意义的家庭手工业模型来指代本地制造 ， 或者指代在消费者家中进行的制造 。 分布式制造还可用于克服一般医疗用品的这些短缺 ， 特别是用于医疗面罩（约占总数的60％）、呼吸器材料和呼吸机的换气扇 。 具有3D打印的分布式制造已被用于有效地制造呼吸器的定制零件 ， 也许最重要的是用于PPE ， 以帮助减少疾病的传播 ， 包括面罩、口罩、头盔改造、呼吸阀和可重复使用的N95呼吸器 。
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这种3D打印PPE的绝大部分是一次性使用后即可丢弃的（例如防护罩和面罩） ， 并且对3D打印PPE的再加工和再利用存在重大挑战 。 之前已经有许多研究抗微生物聚合物的使用 ， 但尚未证明对病毒有效 。 3D打印有助于延伸一次性PPE和可重复使用面罩的供应（可重复使用的呼吸机来了？） 。 但是 ， 由于3D打印机/用户功能的差异很大 ， 因此产生的零件质量也存在很大差异 ， 而且由于基于材料挤压的3D打印的多孔性让其中某些技术令人怀疑 ， 使该方法的实施也面临着挑战 。 对于某些PPE ， 例如广泛的3D打印面罩 ， 化学方法可能就足够了 ， 但对于口罩 ， 建议不要使用像肥皂水、酒精、漂白剂、环氧乙烷和电离辐射这样的直接方法 。 即使病毒颗粒进入多孔介质中 ， 也要使用口罩代替面罩 ， 而使用灭菌箱被认为是家庭消毒的最有效方法 。 一台低成本、可以打印高温聚合物 ， 从而能够制造可热灭菌的PPE的3D打印机因疫情原因面临广泛需求 。
【消息资讯|可打印高温灭菌PPE的开源3D打印机，为下一次大流行做好准备】由于常用塑料的熔点(和变形温度)相对较低 ， 使用高温灭菌对于普通的三维打印方法（材料挤出熔融长丝制造（FFF）/熔敷沉积模型（FDM））是不可行的 。 通常 ， 基于FFF的打印机可打印热聚合物 ， 例如聚乳酸（PLA）、ABS、和PETG ， 后者已成为大多数COVID-19的首选打印材料 。 尽管还有其他3D打印方法 ， 但是FFF是自复制快速原型开发程序（RepRap）项目的开源版本 ， 由民主化带来的低成本发展 ， 是最广泛使用的增材制造技术 。 但是 ， 先前的研究主要集中在低温熔融塑料（例如PLA ， ABS PETG和其他常见的商用长丝 ， 例如尼龙和热塑性聚氨酯(TPU)）上 。 这也是因为具有耐高温性能的3D打印机的价格普遍较高且可访问性较低（例如 ， Aniwaa列出了2020年上市的7台高温3D打印机 ， 价格范围从25,000美元到110,000美元 ， 最高费用超过50,000美元） 。 由于在高于250°C的温度下进行打印存在挑战 ， 因此此类高温打印机的成本很高 。 先前为降低高温3D打印机成本而进行的尝试是对现有系统的进行改造 。 NASA增强了商业开源Lulzbot Taz（本身就是RepRap） ， Zawaski和Williams展示了用于倒三角型高温3D打印机的设计 。 在此之前的工作基础上 ， 来自密歇根理工大学的研究人员原型化并验证了笛卡尔式高温3D打印机 ， 该打印机可打印PPE和其他零件以应对COVID-19 。
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(A)面板安装 ， (B)内部用铝带密封 ， (C)在床上打印测试 。
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(A)打印机已准备好进行接线 ， 从(B)右和(C)左正视图 。
高温3D打印机Cerberus的规格：
- 三头自我复制快速原型制作器（RepRap）
- 开源的 ， 可以不到1000美元建造
- 摄氏200度的加热床
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