MTU工程师为应对COVID-19构建了三个新的开源工具

MTU工程师为COVID-19构建了三个新的开源工具

密歇根理工学院的开放可持续性技术(MOST)实验室针对COVID-19开发了三种新的开放源代码工具:高温3D打印机,消防员PAPR面罩和可打印应急通风机。

如今,随着3D打印机和电路铣削系统等数字制造技术的发展,人类可以与其他人共享设计,然后他们可以以当地采购的材料成本复制医疗级设备。当该小组于去年春季开始这些研究时,个人防护设备(PPE)短缺,大多数PPE为一次性使用,医院设备的需求大于供应。因此,MOST实验室的重点是可以制造可重复使用口罩的打印机,可以为消防员量身定制的呼吸设备以及为3D打印呼吸机设计的廉价产品。

该研究团队制作成开源设计,这些设计已经发布在专门针对COVID-19技术的HardwareX特刊中。

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
  • 200度的加热床
  • 500度的热端
  • 带1千瓦空间加热器芯的隔离式加热室,带​​电源电压室和床加热装置,可快速启动
  • 印刷抗张强度分别为77.5和80.5 MPa的聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酰亚胺(PEI,ULTEM)

消防人员用电动空气净化颗粒呼吸器(PAPR)的规格:

  • 开源,可以进行3D打印,并与价格不超过150美元的广泛组件组装在一起,从而取代了商业转换套件(节省85%)或专有的PAPR(节省90%以上)
  • 参数化设计可以适应其他核心组件,并且可以专门定制适合消防员设备,包括吊架
  • 可控制的气流及其设计连续呼吸,即使呼吸机断开或电池没电了
  • 满足国家职业安全与健康研究所(NIOSH)气流要求的四个小时,比预期的常规使用量高300%

紧急呼吸机规格:

  • 开源并且可以以不到170美元的价格进行3D打印
  • 基于开源Arduino控制器和可3D打印的基于参数组件结构的复苏系统
  • 控制呼吸模式,潮气量为100至800毫升,呼吸速率为5至40次呼吸/分钟,吸气与呼气比为1:1至1:4
  • 该系统旨在通过使用串行外围接口来实现测量电路的可靠性和可扩展性,并且由于采用了面向对象算法方法,因此能够连接其他硬件。
  • 在人工肺上进行峰值吸气压力(PIP),呼吸频率(RR),呼气末正压(PEEP),潮气量,近端压力和肺压力测试后的实验结果表明,其重复性和准确性超过了BVM-基于手动通风。

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