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A tecnologia de Michigan desenvolve três ferramentas novas do open source em resposta a COVID-19

O laboratório aberto da tecnologia da sustentabilidade da tecnologia de Michigan (A MAIORIA) desenvolveu três ferramentas novas do open source em resposta a COVID-19: uma impressora 3D de alta temperatura, uma máscara do sapador-bombeiro PAPR e um imprimível, ventilador do emergência-uso.

Hoje, com a evolução de tecnologias de fabricação digitais tais como as impressoras 3D e sistemas de trituração do circuito, a humanidade pode compartilhar de projectos com outro que podem então replicate dispositivos da médico-categoria para o custo de materiais localmente originários.

Quando a equipe começou estes estudos a primavera passada, o equipamento pessoal da protecção (PPE) estava no escassez, a maioria de PPE era um-uso e descartável, e a procura para o equipamento do hospital era maior do que a fonte. Assim A MAIORIA de laboratório focalizou em uma impressora que poderia fazer máscaraes protectoras reusáveis, o equipamento respiratório que poderia ser ajuste feito sob encomenda para sapadores-bombeiros e um projecto barato para um ventilador 3D-printed.

Joshua Pearce conduz A MAIORIA de laboratório e é o professor dotado Witte de Richard da ciência e da engenharia de materiais e um professor de elétrico e da engenharia informática. Sua equipe fez intencionalmente os projectos do open source, que foram publicados em uma edição especial de HardwareX dedicaram à tecnologia COVID-19.

A natureza destes projecta é tal que as características desejadas são relativamente fáceis de adicionar com o teste usando os protocolos e as limas paramétricas do projecto fornecidos. Nossa esperança é que tais dispositivos podem ser construídos em cima de outro para conseguir a aprovação reguladora completa em todos os países para se assegurar de que a humanidade esteja preparada para a pandemia seguinte.”

Joshua Pearce, universidade tecnologico de Michigan

Especs. para 3D a impressora de alta temperatura Cerberus:

  • três-dirigido, auto-replicating o prototyper rápido (RepRap)
  • o open source e pode ser construído para menos de $1.000
  • base caloroso Célsio-capaz de 200 graus
  • extremidade quente Célsio-capaz de 500 graus
  • câmara caloroso isolada com núcleo do calefator de espaço de 1 quilowatt com câmara da tensão dos canos principais e aquecimento da base para o começo rápido
  • polyetherketoneketone das cópias (PEKK) e polyetherimide (PEI, ULTEM) com forças elásticas de MPa 77,5 e 80,5, respectivamente

Especs. para o respirador ínfimo purificado a ar posto (PAPR) para sapadores-bombeiros:

  • o open source e pode ser 3D-printed e montado com componentes amplamente disponíveis para $150 inferiores, substituindo jogos comerciais da conversão (economia 85%) ou PAPRs proprietário (que salvar sobre 90%)
  • os projectos paramétricos permitem a adaptação a outros componentes do núcleo e podem ser ajuste feito sob encomenda especificamente ao equipamento do sapador-bombeiro, incluindo seus suspensórios
  • o fluxo de ar verificável e seu projecto permitem a respiração mesmo se o ventilador é desligado ou se a bateria morre
  • encontra o instituto nacional para exigências do fluxo de ar da saúde e segurança no trabalho (NIOSH) por quatro horas, que é 300% sobre o uso regular previsto

Das especs. ventilador em caso de urgência:

  • o open source e pode ser 3D-printed para menos de $170
  • sistema da ressuscitação baseado no controlador de Arduino do open source e na estrutura 3D-printable à base de componentes paramétrica
  • modo de respiração controlado com volumes maré de 100 a 800 mililitros, taxas de respiração de 5 a 40 respirações/acta, e relação inspiratory-à-expiratória do 1:1 ao 1:4
  • O sistema é projectado para a confiança e a escalabilidade da medida circuita com o uso da relação periférica de série e tem a capacidade para conectar o hardware adicional devido à aproximação algorítmica orientada ao objecto.
  • Os resultados experimentais após o teste em um pulmão artificial para a pressão inspiratory máxima (PIP), a taxa respiratória (RR), a pressão fim-expiratória positiva (PEEP), o volume maré, a pressão proximal, e a pressão do pulmão demonstram a repetibilidade e a precisão que excedem capacidades humanas na ventilação manual BVM-baseada.
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.