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La tecnologia del Michigan sviluppa tre nuovi strumenti di open source in risposta a COVID-19

Il laboratorio aperto della tecnologia del sostentamento economico della tecnologia del Michigan (LA MAGGIOR PARTE) ha sviluppato tre nuovi strumenti di open source in risposta a COVID-19: una stampante ad alta temperatura 3D, una maschera del pompiere PAPR e uno stampabile, ventilatore di emergenza-uso.

Oggi, con l'evoluzione delle tecnologie di fabbricazione digitali quali le stampanti 3D ed i sistemi di fresatura del circuito, l'umanità può dividere le progettazioni con altre che possano poi ripiegare le unità del medico-grado per il costo dei materiali localmente originari.

Quando il gruppo ha cominciato la primavera scorsa questi studi, la strumentazione personale della protezione (PPE) ha scarseggiato, la maggior parte del PPE era un-uso ed a perdere e la domanda della strumentazione dell'ospedale era maggior dell'offerta. Così la MAGGIOR PARTE del laboratorio ha messo a fuoco su una stampante che potrebbe fare le maschere di protezione riutilizzabili, apparecchio respiratorio che potrebbe essere misura su ordinazione per i pompieri e una progettazione economica per un ventilatore 3D-printed.

Joshua Pearce piombo la MAGGIOR PARTE del laboratorio ed è il professore dotato Witte di Richard di scienza e di assistenza tecnica dei materiali e un professore di elettrico e di ingegneria informatica. Il suo gruppo ha fatto intenzionalmente le progettazioni di open source, che sono state pubblicate in un'edizione speciale di HardwareX hanno dedicato alla tecnologia COVID-19.

La natura di queste progettazioni è tale che le funzionalità desiderate sono relativamente facili da aggiungere con la prova facendo uso dei protocolli e dei file parametrici di progettazione forniti. La nostra speranza è che tali unità possono essere sviluppate su da altre per raggiungere l'approvazione regolatrice completa in tutti i paesi per assicurarsi che l'umanità sia preparata per la pandemia seguente.„

Joshua Pearce, università tecnologica del Michigan

Spec. per 3D la stampante ad alta temperatura Cerberus:

  • a tre teste, auto-ripiegando prototyper rapido (RepRap)
  • open source e può essere costruito per meno di $1.000
  • un letto heated Centigrado-capace da 200 gradi
  • un'estremità calda Centigrado-capace da 500 gradi
  • camera heated isolata con la memoria della stufa di 1 chilowatt con la camera di tensione dei main e riscaldamento del letto per l'inizio rapido
  • polyetherketoneketone delle stampe (PEKK) e polyetherimide (PEI, ULTEM) con le resistenze alla trazione del MPa 77,5 e 80,5, rispettivamente

Spec. per il respiratore polverizzato ad aria purificata alimentato (PAPR) per i pompieri:

  • open source e può essere 3D-printed e montato con ampiamente - le componenti disponibili per $150 di sotto, sostituendo i kit commerciali di conversione (risparmio 85%) o PAPRs privato (che risparmia più di 90%)
  • le progettazioni parametriche tengono conto adattamento ad altre componenti di memoria e possono essere misura su ordinazione specificamente alla strumentazione del pompiere, compreso le loro bretelle
  • il flusso d'aria controllabile e la sua progettazione permette alla respirazione anche se il ventilatore è disconnected o se la batteria muore
  • incontra l'istituto nazionale per i requisiti del flusso d'aria di salute e sicurezza sul lavoro (NIOSH) di quattro ore, che è 300% sopra uso regolare previsto

Ventilatore di spec. in caso d'urgenza:

  • open source e può essere 3D-printed per meno di $170
  • sistema di rianimazione basato sul regolatore di open source Arduino e sulla struttura a base di componenti parametrica 3D-printable
  • modo di respirazione controllato con i volumi correnti da 100 a 800 millilitri, i tassi di respirazione da 5 a 40 respiri/minuto ed il rapporto inspiratorio--espiratorio da 1: 1 a 1: 4
  • Il sistema è progettato per l'affidabilità e la scalabilità della misura gira intorno a con l'uso dell'interfaccia periferica seriale ed ha la capacità di connettere il hardware supplementare dovuto l'approccio algoritmico orientato oggettivamente.
  • I risultati sperimentali dopo le prove su un polmone artificiale a pressione inspiratoria di punta (PIP), a ritmo respiratorio (RR), a pressione estremità-espiratoria positiva (PEEP), a volume corrente, a pressione prossimale ed a pressione del polmone dimostrano la ripetibilità e l'accuratezza che superano le capacità umane alla nella ventilazione manuale basata BVM.
Source:
Journal reference:

Skrzypczak, N.G., et al. (2020) Open source high-temperature RepRap for 3-D printing heat-sterilizable PPE and other applications. HardwareX. doi.org/10.1016/j.ohx.2020.e00130.