Nella situazione attuale, in cui ci troviamo di fronte a una pandemia globale a causa della diffusione del coronavirus COVID-19, riteniamo che ogni contributo e aiuto che possa essere fornito da qualsiasi settore possa essere estremamente importante, e stanno emergendo iniziative molto interessanti dal settore della stampa 3D che riteniamo siano rilevanti da diffondere.
Nei giorni scorsi, sono frequenti le notizie sulla carenza di mascherine, un equipaggiamento protettivo di base, specialmente per operatori sanitari, ma anche per altre persone che potrebbero essere più esposte al virus a causa del loro lavoro o di altre circostanze.
Per questo motivo, il team di Copper3D, produttore del filamento antibatterico PLActive, ha condiviso il design di una maschera che è valida per la produzione su praticamente qualsiasi stampante 3D FDM e il cui file STL è disponibile per il download gratuito:
Immagine 1: Design maschera NanoHack. Fonte: 3D Copper.
Questa maschera ha le seguenti caratteristiche:
- Antimicrobica e antivirale, essendo realizzata con PLActive, un innovativo nanocomposito sviluppato con un PLA di alta qualità e un additivo nano-rame brevettato, scientificamente validato e altamente efficace.
- Riciclabile: Un aumento dell'uso di maschere chirurgiche monouso e respiratori avrà un effetto negativo sull'ambiente. Per evitare questo effetto negativo sull'ecosistema, utilizzare il filamento PLActive per la stampa significa utilizzare un materiale riciclabile.
- Modello piatto, per facilitare la sua produzione in modo massiccio e praticamente su qualsiasi stampante 3D FDM.
- Sistema di filtraggio modulare: La maschera incorpora un nuovo sistema di filtraggio modulare per particelle sottili realizzato con un materiale che utilizza compositi nano-rame comprovati per disattivare i virus. Questo sistema di filtraggio include diverse strati con geometrie diverse per fornire una filtrazione efficace delle particelle sottili. Inoltre, può ospitare materiali filtranti di terze parti come propilene non tessuto, spugne o tessuti.
- Capacità di termoformatura a 55 - 60 ºC, che consente di dare la forma corretta all'anatomia di qualsiasi viso semplicemente usando un asciugacapelli o acqua calda.
- Controllo del filtraggio e dell'apporto d'aria. L'uso prolungato dei respiratori ha dimostrato di ridurre la capacità polmonare. Questi respiratori monouso non consentono la regolazione dell'apporto d'aria o delle dimensioni delle particelle. Questa maschera incorpora un disco filtrante modulare che può regolare efficacemente l'apporto d'aria e le dimensioni delle particelle. Questo sistema può essere personalizzato utilizzando filtri di propilene non tessuto, abbigliamento, spugne e diversi tessuti per ridurre il livello di filtrazione.
La stampa 3D e il montaggio della maschera sono molto semplici, ma è importante seguire le seguenti istruzioni per un uso sicuro:
- Stampare i pezzi con il 20 % di riempimento, senza supporto o zattere. Ogni maschera consuma circa 40 grammi di filamento, quindi con una bobina da 750 grammi di PLActive si possono stampare 17-18 maschere.
- Riscaldare la maschera a 55 - 60 ºC con un asciugacapelli o acqua calda. La parte circolare deve essere intatta, per questo motivo è più spessa per evitare deformazioni.
- Quando si ammorbidisce, unire le ali del naso e le ali di regolazione situate sulla mandibola inferiore.
- Riscaldare nuovamente e posizionare sul viso per regolarlo completamente a ogni viso.
- Inserire uno o due filtri aggiuntivi. Se si utilizza un filtro, è possibile utilizzare un pezzo circolare (singolo o doppio) di una maschera di propilene non tessuto convenzionale (A) o aggiungere un batuffolo di cotone per rimuovere il trucco (B), adattandoli bene alla finestra del sistema di filtraggio. La filtrazione e il flusso d'aria possono essere regolati con combinazioni di questi elementi.
- Aggiungere gli elastici per il fissaggio.
Immagine 2: Istruzioni per il montaggio di NanoHack. Fonte: Copper 3D.
Un'altra opzione sarebbe utilizzare il filamento flessibile antibatterico MD1 Flex, anche prodotto da Copper3D, che essendo flessibile, la maschera stampata non ha bisogno di essere riscaldata per l'adattamento.
D'altra parte, è necessario tenere conto che queste maschere, sebbene siano efficaci, presentano determinate limitazioni, come un ciclo di vita breve (circa 8 ore). I virus respiratori, specificamente il SARS-Cov-2 (COVID-19), possono sopravvivere fino a 72 ore su diverse superfici, poiché alla fine della giornata avremmo un alto carico virale / batterico intrappolato a pochi millimetri dal nostro naso e dalla nostra bocca, esponendoci ulteriormente a questi pericolosi microrganismi.
Infine, vogliamo ringraziare il progetto NanoHack e il suo team di scienziati e designer industriali dagli Stati Uniti e dal Cile per mettere a disposizione della società la descrizione e i piani del loro brevetto.
AGGIORNAMENTO (20 marzo): Copper3D ha pubblicato una comunicazione per risolvere dubbi riguardanti le certificazioni e gli usi di Nanohack. Visualizza la pubblicazione
AGGIORNAMENTO (21 marzo): Nuova comunicazione da Copper3D, in cui si afferma che l'efficienza di filtrazione di Nanohack è del 96,4 % per microorganismi di 1 micron e dell'89,5 % per microorganismi di 0,02 micron. Inoltre, vengono dettagliate le specifiche e le configurazioni per la corretta stampa di Nanohack su praticamente qualsiasi stampante 3D FDM. Visualizza la pubblicazione
NanoHack 2.0
Recentemente, il team di Copper3D ha condiviso un nuovo design di maschera: NanoHack 2.0.
A differenza di altri concetti, NanoHack 2.0 è composto da una struttura monoblocco resistente ed ermetica, che deve essere stampata in 3D con PLActive per fornire massima protezione contro l'ambiente esterno. Per rendere la maschera ermetica, il telaio è sigillato con un bordo stampato in 3D con MDFlex, un TPU antimicrobico.
Immagine 3: Design della maschera NanoHack 2.0. Fonte: Copper 3D.
Considerazioni tecniche
La maschera NanoHack è un dispositivo creato con lo scopo di offrire protezione contro le particelle nell'aria e previene la diffusione di liquidi che contaminano le vie respiratorie.
Attraverso studi sull'efficacia delle maschere fatte in casa, è stato rilevato che i materiali filtranti NanoHack (propilene non tessuto, lo stesso materiale usato nelle maschere chirurgiche) raggiungono un'efficienza di filtrazione del 96,4 % per i microorganismi di 1 micron e dell'89,5 % per i microorganismi di 0,02 micron.
Secondo uno studio della FDA degli Stati Uniti, il design delle maschere chirurgiche comuni non consente una protezione completa contro germi e altri contaminanti a causa della loro vestibilità lasca. Inoltre, le maschere chirurgiche sono dispositivi monouso che devono essere smaltiti in modo sicuro. Le autorità sanitarie raccomandano di posizionare questi articoli in un sacchetto di plastica e gettarli via; così come lavarsi le mani dopo aver maneggiato la maschera usata. Ricerche precedentemente pubblicate hanno indicato che l'alto carico virale rimanente nelle maschere chirurgiche e nei respiratori può essere una fonte di trasmissione virale sia per la persona che indossa la maschera sia per gli altri. Questo può accadere quando i servizi igienici toccano la maschera e poi non si lavano le mani o quando smaltiscono la maschera senza precauzioni di smaltimento corrette. Inoltre, i patogeni trascurati dai respiratori chirurgici nei pazienti in sala operatoria aumentano il rischio di infezioni ospedaliere (infezioni acquisite durante il ricovero in ospedale). Per tutti questi motivi, la maschera NanoHack utilizza un polimero riciclabile e biocompatibile che contiene un nanocomposito di rame che ha proprietà antimicrobiche: PLActive.
Riguardo all'attività antimicrobica del rame, si può dire che inibisce le capacità di replicazione e diffusione di virus come SARS-CoV, Influenza e altri virus respiratori. Questo perché hanno un alto potenziale antimicrobico (antivirale e antibatterico).
Immagine 4: Attività antivirale del rame. Fonte: Copper 3D.
Quindi, poiché il rame può inattivare virus come SARS-CoV, virus influenzali, H1N1 ed eliminare batteri pericolosi come Staphylococcus aureus, Escherichia coli o Listeria tra gli altri, dopo un breve periodo di esposizione. PLActive e MDflex i filamenti del produttore Copper3D essere. una strategia complementare efficace e a basso costo per contribuire a ridurre la trasmissione di varie malattie infettive limitando la trasmissione infettiva nosocomiale.
NanoHack è stato concepito come una maschera viso antimicrobica adatta per la stampa 3D in FDM e prodotta con materiali attivi. Per il montaggio, devono essere utilizzati filtri attivi in propilene non tessuto (3 strati) per ottenere una protezione aggiuntiva contro i microorganismi.
Secondo lo studio di Borkow G. (Neutralizzazione di virus in sospensione usando filtri a base di ossido di rame. Agenti antimicrobici e chemioterapia), un filtro di tessuto non tessuto impregnato di ossido di rame è in grado di generare filtri per virus di diversi tipi, inclusi i virus respiratori.
Immagine 5: Design dei filtri della maschera NanoHack 2.0. Fonte: Copper 3D.
Per una protezione ottimale contro l'ambiente, si consiglia di utilizzare il filtro di propilene non tessuto a triplo strato con nanocompositi di rame sviluppati da The Copper Company.
Immagine 6: Tabella di riduzione del carico virale con filtri con particelle di rame. Fonte: Copper 3D.
Immagine 7: Immagini al microscopio elettronico a scansione di fibre di polipropilene impregnate di ossido di rame. Fonte: Copper 3D.
In caso di non avere accesso a questo tipo di filtro, uno studio di Anna Davies analizza l'efficienza di filtri di diversi materiali come filtri per vuoto e fibre come cotone o seta:
Immagine 8: Tabella di efficacia di diversi materiali come filtro. Fonte: Copper 3D.
Raccomandazioni per l'uso
L'obiettivo di NanoMask 2.0 è quello di offrire alla popolazione protezione contro le particelle in aria e di evitare la diffusione di aerosol liquidi che potrebbero contaminare le vie respiratorie. Si prega di notare che non si tratta di una maschera N95. È una mascherina per il viso e non dovrebbe essere considerata come un'EPI approvata.
Per quanto riguarda gli operatori sanitari, questo dispositivo dovrebbe essere utilizzato come ultima risorsa: le intubazioni, la ventilazione meccanica o le broncoscopie o procedure simili non dovrebbero essere manipolate.
Questa maschera è progettata per essere utilizzata in spazi comuni, per un massimo di 8 ore, e per cambiare il filtro non tessuto una volta al giorno. Dopo aver manipolato il filtro attivo, è necessario lavarsi le mani e seguire le precauzioni raccomandate dalle autorità sanitarie.
I consigli per la pulizia di NanoMask sono i seguenti:
- Lavaggio: Il dispositivo deve essere lavato con acqua e sapone.
- Sciacquo: Una volta lavato, deve essere sciacquato bene con acqua pulita.
- Disinfezione: L'attrezzatura deve essere disinfettata per inattivare eventuali patogeni residui. A tal fine, è necessario utilizzare una disinfezione chimica, evitando l'uso di un autoclave, poiché PLActive non tollera 80 ºC o più. I metodi chimici e germicidi più accessibili sono mostrati di seguito:
- Metodo 1: L'alcol è efficace contro il virus dell'influenza. L'alcol etilico (70%) è un potente germicida a largo spettro e è generalmente considerato superiore all'alcol isopropilico. Poiché l'alcol è infiammabile, limitare il suo utilizzo come disinfettante per superfici a piccole superfici e utilizzarlo solo in spazi ben ventilati.
- Metodo: La maggior parte delle soluzioni di candeggina per uso domestico contiene il 5% di ipoclorito di sodio (50.000 parti per milione di cloro disponibile). Diluizione raccomandata: Una diluizione di 1: 100 di ipoclorito di sodio al 5% è la raccomandazione usual…
- Sciacquo: Se si utilizza una disinfezione chimica, sciacquare con acqua sterile o pulita (ad esempio, acqua bollita per 5 minuti e raffreddata). L'acqua sterile è preferibile per sciacquare il disinfettante chimico liquido residuo da un dispositivo respiratorio che è stato disinfettato chimicamente per il riutilizzo, perché l'acqua di rubinetto o distillata può ospitare microrganismi che possono causare polmonite. Tuttavia, quando non è possibile risciacquare con acqua sterile, sciacquare invece con acqua di rubinetto o acqua filtrata (ad esempio, acqua passata attraverso un filtro da 0,2 μ). La disinfezione per immersione è consigliata con un tempo di contatto di 30 minuti.
- Asciugatura dell'attrezzatura: Seguire il passaggio precedente con un risciacquo con alcol e asciugatura ad aria forzata.
- Memorizzazione: Conservare l'attrezzatura asciutta in pacchetti chiusi.
NanoHack 2.2
Copper3D ha recentemente rilasciato un aggiornamento per la maschera NanoHack 2.0: la NanoHack 2.2.
Come il suo predecessore, la NanoHack 2.2 è composta da una struttura monoblocco. In questa nuova versione, è costituita da pareti costanti a 3 strati senza angoli per rinforzare la struttura del dispositivo. Inoltre, vengono offerte due opzioni per la struttura interna del filtro: Voronoi o Gyroid.
Il tempo di stampa totale per NanoHack 2.2 è di 4 1/2 ore.
Immagine 9: Design della maschera NanoHack 2.2. Fonte: Copper 3D.
Le maschere NanoHack 2.0 e NanoHack 2.2 sono progettate per adattarsi a un viso alto 12 cm, misurato dalla punta del mento al piano degli occhi (una linea orizzontale che passa appena tra gli occhi) e una distanza tra gli zigomi (misurata direttamente sul naso) anche di 12 cm. Se il tuo viso è più piccolo o più grande di queste misure, si consiglia di ridimensionare il modello del 5% o del 10% per adattarlo perfettamente al tuo viso.
Puedes descargar el archivo STL desde el enlace que se indica en el post para imprimirla en tu propia impresora 3D. Es muy importante seguir las instrucciones para el uso seguro de la mascarilla.
Puedes descargar el archivo STL desde el siguiente enlace: https://copper3d.com/stl/STL.zip. Copper3D actualizó su web en las últimas horas y por eso los enlaces del post no funcionaban, pero ya los hemos actualizado.
Están de nuevo activos los enlaces. Copper3D actualizó su web en las últimas horas y por eso no funcionaban, pero ya los hemos actualizado.
https://www.thingiverse.com/thing:4229846
Si queréis haceros vuestra mascarilla sin impresora 3d, aquí tenéis unos tutoriales www.pontelaponsela.com
Ante la gran demanda que está teniendo el filamento PLActive su disponibilidad está siendo bastante escasa. Estimamos que recibiremos nuevo stock el miércoles, día en el cuál empezaremos a enviar todos los pedidos que estamos recibiendo estos días.
Atte a sus comentarios.
Están de nuevo activos los enlaces. Copper3D actualizó su web en las últimas horas y por eso no funcionaban, pero ya los hemos actualizado.
Un saludo y muchas gracias por compartir esta información.
Puedes descargar el archivo STL desde el siguiente enlace: https://copper3d.com/stl/STL.zip. Copper3D actualizó su web en las últimas horas y por eso los enlaces del post no funcionaban, pero ya los hemos actualizado.
Se trata de un diseño libre para que cualquier usuario de una impresora 3D pueda imprimirlo, pero no está disponible para su compra.
Un saludo.
¿Cómo se soluciona el tema e la porosidad del material impreso en 3d?
Creo que eso puede hacer a este y otros modelos de mascarillas inservibles. Este debate no lo he iniciado yo. Desde Chile, 3l país de donde nace este nuevo material y esta iniciativa se pone en cuestión dicha propuesta por este riesgo que se genera.
Saludos
El propio fabricante ha publicado esta comunicación y esta otra sobre estas dudas que planteas y otras dudas que están surgiendo sobre la utilización de sus materiales para la fabricación de mascarillas.
Un saludo.
Puedes encontrar el PLActive en nuestra tienda: https://filament2print.com/es/pla-especial/994-plactive-copper3d-antibacteriano.html.
No es necesaria una impresora 3D específica, puedes imprimir este filamento con prácticamente cualquier impresora 3D FDM.
Un saludo.
LRIVEROTRONCOSO@GMAIL.COM
Puedes encontrar el PLActive en nuestra tienda: https://filament2print.com/es/pla-especial/994-plactive-copper3d-antibacteriano.html.
En los próximos días va a salir la versión 2.0 de mascarilla de copper3D, totalmente rediseñada.
Qual impressora vcs aconselham para.a impressão dessas máscaras?
Serve praticamente qualquer impressora 3D FDM. Nós te recomendamos BCN3D (Sigma o Sigmax ou Raise3D (Pro2 o E2).
Puedes seguir los pasos indicados en el post para ensamblar la mascarilla.
Tenemos disponible PLActive en nuestra web.
Nosotros lo tenemos disponible en nuestra web: PLActive.
No tenemos la información sobre los gramos que consumiría exactamente cada Nanohack 2.0, puede servirte de estimación los gramos consumidos por la versión anterior.
Estamos fabricando intensivamente mascarillas para donar a las autoridades sanitarias, por lo que por ahora no tendríamos capacidad para también fabricar mascarillas para vender y consideramos prioritario ayudar a paliar la escasez de material sanitario en los hospitales directamente.
El segundo STL es mejor que imita una mascarilla de verdad y se puede amoldar un poco
Ojo con el cierre yo le recomendaría que lo imprimáis por separado y con un relleno de 50% porque se parten las patillas
Gracias
Mi pregunta es, si se consigue mejorar el acabado exterior con productos tipo resinas epoxi como el producto XTC (lijar, enmasillar o algo similar al resultado de impregnar acetona al ABS), ¿seguiría siendo necesario utilizar PLActive?
El poder utilizar PLA común con postprocesado supondría una gran alternativa para todos aquellos que quieren ayudar pero no pueden invertir 100 euros en una bobina para 18 mascarillas.
Pode dizer-me, por favor, onde posso comprar uma mascara destas e qual o preço?
Aguardando resposta,
Atentamente,
Luis Norte
No ficheiro STL a borda está incluída na máscara, não está separada para que seja impressa com outro filamento...
Os filtros de algodão designados por "Makeup Pad" são de 60mm, não encaixam a não ser que sejam cortados...
Cuántas Nano Hack 2.2 podría fabricar con un rollo de filamento ?
Gracias .
Imprimiré una máscara Nanohack 2.2, ¡mi impresión 3D de prueba es de 13 horas! Cuáles son los ajustes en CURA para imprimir en 2 horas, como indicas en tus comentarios. Tengo un Ender 3.
Atentamente
Piedra
En Français : Bonjour, je viens de recevoir le filament PLACTIVE.
Je vais imprimer un masque Nanohack 2.2, mon impression 3d de test est de 13 heures ! Quels sont les réglages dans CURA pour imprimer en 2h, tel que vous l'indiquez dans vos commentaires. J'ai une Ender 3.
Cordialement
Pierre