美国2023年最佳3D打印面罩推荐

答案

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照片：Steve Zylius/UCI

有3D打印机吗？你可以用它制作医护人员的面罩

当密歇根州立大学的研究人员收到呼吁，要求他们在实验室中搜寻医疗用品，如口罩，并将其捐赠给与COVID-19作斗争的医护人员时，助理教授纳森·泰科奇和他的同事开始讨论他们如何能够提供帮助。他们手头上有3D打印机。他们如何利用它们？

正如其他许多研究人员和家庭爱好者发现的那样，最有希望的答案竟然是面罩。面罩设计简单，可以由家庭爱好者在家用3D打印机上制作和组装。如果你正在寻找一种帮助医护人员的方法，并且已经在家里拥有一台3D打印机（甚至是激光切割机），你可能能够加入附近的一个组织努力。

什么是面罩，它的作用是什么？

有许多种类型的面罩，但大多数医护人员寻求的是一块透明的弯曲塑料，通过一个头带悬浮在佩戴者面前。它有助于阻止患者咳嗽或产生的生理液体和飞沫进入佩戴者的眼睛、鼻子或口腔。面罩通常用于与一次性个人防护装备（PPE）如口罩一起使用时提供辅助保护。

在COVID-19时代，一些医护人员正在使用面罩来延长稀缺物资（如N95口罩和外科口罩）的使用寿命，这是美国疾病控制和预防中心推荐的。根据医院工作人员（如UCI Health的流行病学和感染预防高级主任Linda Dickey）的说法，FDA（💲5）（PDF）和CDC（💲6）也建议在没有口罩可用时使用遮盖整个面部的面罩。然而，现在面罩也出现了短缺。

医院、大学和其他研究机构正在寻找大规模生产面罩的方法。例如，麻省理工学院的一个团队（💲7）开发了一个模切工艺，可以在一台机器上每小时生产数千个面罩。麻省综合医院布里格姆和妇女医院（💲8）的COVID创新中心正在研究模切和3D打印，据联合主任Gary Tearney介绍。加利福尼亚大学尔湾分校的副教授Jesse Colin Jackson（💲9）正在使用激光切割机制作面罩。加利福尼亚大学尔湾分校医学院的学生Tim McMullen和Ermin Dzihic组装3D打印的面罩。照片：Tim McMullen/UCI医学院

在这些大规模生产操作加速或工厂制造赶上之前，医院仍然面临短缺。这就是3D打印的用武之地。你可以设计一个原型，打印出来，并在一天内将面罩交给医院，而不需要其他技术所需的漫长开发过程。根据密歇根州立大学的泰科奇的说法，一台打印机可能能够在24小时内制作出10个面罩的零件。

"3D打印可能不是世界上最快的做事方式，但当你有很多人一起工作时，你可以迅速完成很多事情，"泰科奇说。"我们能够做的事情的多样性真的是最大的成就。"

在加利福尼亚州奥兰治市的UCI Health医院，一些医护人员正在清洁一次性面罩并重新使用它们，这并不是设备的预期用法。但Dickey说，3D打印的面罩可以使用更耐用的材料制作。像泰科奇这样的制造商正在使用PETG进行打印，这是一种可以耐高温的丝材料，可以对面罩进行消毒和重复使用。 一些3D打印的面罩还带有额头垫和弹性带，以提高舒适度和适配性。

迪基说：“我认为它们至少和传统面罩一样好，如果不是更好。我非常有信心它们能够保护我们的员工和医生。”

如何用3D打印制作面罩？

如果你在家里已经有一台3D打印机，并且想要打印面罩，你应该首先找到并加入一个当地的志愿者团队（可以尝试搜索新闻文章或访问Prusa Research的志愿者团队数据库），了解哪些医院接受面罩捐赠。通过组织进行操作可以减轻医院的负担，他们可能更容易接受一箱5000个面罩，而不是零零散散地接受几个。

杰克逊说：“对我们来说，最困难的一步不是制作。这个努力中缺少的是社区组织者。但是当我四处看时，我看到越来越多的这样的人出现。”

当地组织者还可以指导你选择正确的面罩设计。不同的医院和医护人员有不同的偏好。许多志愿团体，包括Tykocki的团队，正在使用捷克3D打印机制造商Prusa Research发布的面罩设计。其他人与医院或医生合作原型化了口罩模型。你可能需要购买特定类型的打印材料；Tykocki的团队正在使用PETG材料，因为它具有柔韧性，并且可以承受比常见的ABS和PLA打印材料更高的温度。

密歇根州立大学助理教授Nathan Tykocki估计他的个人3D打印机（右侧）每天可以生产10个面罩的零件。照片：Nathan Tykocki

根据Tykocki的说法，参与当地的志愿者团队还可以利用3D打印的速度。如果你打印一个零件然后邮寄给医院，他们就不会那么快收到面罩。

Tykocki说：“我们都希望制作出有用的东西。我不想浪费时间和塑料制作我认为有用但实际上在临床中根本不可行的东西。”