Aktualizováno 30.3. – Od návrhu k hromadnému 3D tisku zdravotnických štítů během tří dnů

19. 03. 2020 | by josefprusa

30.3. Skupiny a krytka čelenky

Na PrusaPritners jsme přidali Skupiny. Ve skupině si můžete vzájemně poradit, vypomoct a konzultovat (nejen) výrobu ochranných šítů. Více o skupinách si můžete přečíst v našem článku.

Vydali jsme také horní krytku pro čelenku ochranného štítu. Ta je užitečná pro použití ve vysoce rizikových prostředí, protože poskytuje ještě o něco lepší ochranu.

A na PrusaPrinters nyní najdete i tiskové soubory optimalizované pro rychlý tisk několika čelenek naskládaných na sebe (verze RC3).

26.3. verze RC3

Na stránce prusa3d.cz/covid19 najdete všechny informace o 3D štítech.

Návod na sterilizaci / dezinfekci – aktualizujeme s výsledky laboratorních testů. Dokonce probíhá testování s živým koronavirem. Obrovské díky všem laboratořím a nemocnicím, které nám pomáhají ověřit metody sterilizace štítů!

Vydali jsme také verzi RC3 (odkaz ke stažení) – změny proti RC2:

• Odstraněné hexagonové otvory pro vyšší rychlosti tisku
  • S rychlejším tiskem, který používáme na naší farmě, se na některých kusech tvořily ostré hrany. Na základě testování se navíc ukázalo, že tyto odvětrávací otvory nejsou nezbytně nutné.
• Několik optimalizací pro tisk čelenek nad sebou
• Nové tiskové soubory se 4 čelenkami naskládanými nad sebe
  • Skládání čelenek na sebe je skvělý nápad komunity, zvláště užitečný pro tisk přes noc

Skládaná verze čelenek RC3, zvláště užitečná pro tisk přes noc

24.3.

3D tiskové komunity po celém světě tisknou zdravotnické štíty pro místní zdravotníky, to je super! My jsme překročili hranici 10 000 darovaných obličejových štítů🎉 Stále získáváme úžasnou zpětnou vazbu a testujeme verzi RC3, sledujte další aktualizace!

20.3. – aktualizace RC2

Od vydání našeho ochranného štítu uběhlo sice jen 48 hodin, mezitím se toho stalo už překvapivě hodně. A tak jak jsem slíbil, tady je první aktualizace.

Jakmile se rozkřiklo, že jsme začali vyrábět ochranné štíty, začaly chodit desítky žádostí od nemocnic, pohotovostí, hasičů, zubařů, domovů pro seniory … ten seznam je opravdu dlouhý. Vyrobenou zásobu (přes 1000 kusů) jsme se snažili mezi všechny zájemce co nejlíp rozdělit. A obratem nám začala chodit zpětná vazba. Nápadů na vylepšení bylo hned několik, změny jsme zapracovali do designu RC2.

Rozdíly mezi verzí RC1 a RC2:

• Zvýšená tloušťka stěny (čelenka je odolnější)
  • Vnitřní stěna z 1,5 mm na 2 mm
  • Vnější stěna z 2 mm na 2,5 mm
• Čelenku nyní netiskneme ve smrštěné podobě
  • Nižší tlak na spánek
• Hledí je posunuté dále od čela
  • Umožňuje pod krytem nosit větší respirátory a ochranné brýle
• Tištěná čelenka má nyní prodloužení pro hledí, které je tak méně prohnuté (a širší při pohledu zepředu)

Prozatím jsou relevantní obě verze RC1 i RC2. Verzí RC1 lze na tiskovou podložku umístit více najednou. Pokud pro vás ale není optimalizace vytížení tiskárny hlavní prioritou, verze RC2 poskytuje o něco lepší ochranu a je pohodlnější.

Verzi RC1 i RC2 můžete stáhnout zde.

Od návrhu k hromadnému 3D tisku zdravotnických štítů během tří dnů

Uvědomuji si, že všichni teď prožíváme celkem těžké časy, takže se budu snažit držet zkrátka a jít rovnou k věci. 3D tiskařská komunita opět dokázala, jak je úžasná! Vynalézavost máme v krvi a chceme řešit problémy, nejen svoje, ale i ostatních. Během posledních několika týdnů jsme dostali stovky zpráv a emailů s 3D modely respirátorů, ventilátorů, masek a dalších zařízení, kterých je aktuálně v nemocnicích nedostatek – snažíte se hledat způsoby, jak pomáhat, a to je skvělé. Vážně jsem na celou komunitu pyšný. 3D tiskaři jsou hodně vidět i v rámci pracovní skupiny Covid19CZ, se kterou spolupracujeme i my a děkujeme jí za inspirativní nápady a práci.

Nad způsoby, jak pomáhat, jsme se zamýšleli i u nás v Prusa Research. Strávili jsme mnoho dnů výzkumem a ještě než se přesuneme k hlavnímu tématu tohoto příspěvku, rád bych vyjádřil určité obavy, které mám v souvislosti s 3D tištěnými respirátory. Nemám v úmyslu odrazovat vás od pokusů, se kterými se nyní roztrhl pytel, ale když zvážíte možná rizika, zjistíte, že klasický FFF 3D tisk možná není pro výrobu respirátorů tou nejlepší volbou. Důvodů je hned několik.

Žádný z modelů, které nyní najdete na internetu, nebyl pořádně testován a my tak nevíme, jestli poskytují ochranu, kterou od nich lidé očekávají. Sami jsme zkusili posbírat a vytisknout hromadu designů z internetu a společně s odborníky jsme hledali způsob, jak ověřit jejich funkčnost. Na co jsme se zaměřovali? V prvé řadě na těsnění, následně na samotný filtr, filtr masky a na způsob, jak je maska připevněna k obličeji – to vše musí být perfektní. Většina lidí tiskne z tvrdých materiálů, které se jen těžko přizpůsobí obličeji tak, aby pořádně těsnily. A když už najdeme materiál který dobře těsní, zůstane funkční například i ve chvíli, kdy nositel respirátoru mluví?

Další otázkou je pórovitost tištěných částí a možné bezpečností problémy, které z této vlastnosti vyplývají. Masku nosíme na obličeji a dýcháme do ní a na takto vlhkém a teplém místě se může dařit bakteriím. Pokud se tedy nepovede masku perfektně sterilizovat, můžete si zadělat na řadu problémů. Navíc, podle vědeckých zpráv dokáže koronavirus přežít na plastu až 48 hodin (podle některých studií dokonce až 90 hodin!). Všichni chceme pomáhat svým rodinám a blízkým – ale o to opatrnější bychom měli být, protože nechceme věnovat něco, čím bychom mohli ve výsledku spíše ublížit. Pokud už trváte na používání plastové masky, chovejte se v ní, jako byste používali normální chirurgickou roušku, nikoliv jako v otestovaném a klinicky prověřeném respirátoru, který jinak nabízí vysokou úroveň ochrany. Falešný pocit bezpečí může být paradoxně velmi nebezpečný. Chápu, že se snažíte pomoci, ale PROSÍM, šiřte tyto informace do svých 3D tiskařských skupin a komunit.

Výroba 3D tištěných ochranných štítů

3D tištěné respirátory tedy ještě vyžadují hodně práce a testů na to, aby je bylo možné bezpečně používat. Ale to neznamená, že nemůžeme naše “osobní továrny” využít k dobré věci a pomáhat! Během našeho výzkumu jsme hledali ochranné prostředky, které je možné bezpečně tisknout – a v první fázi jsme se rozhodli soustředit na ochranné obličejové štíty, které používají lékaři. Přes Facebook se k nám dostala informace, že čeští lékaři uvítají, když se k nim dostanou obličejové štíty a že na internetu už existuje povedený model. Právě od něj jsme se odpíchli a rozhodli se, že ho lépe přizpůsobíme k rychlému a jednoduchému 3D tisku – tedy aby bylo možno ho tisknout bez podpěr a v co největším počtu na jedné tiskové podložce. Koneckonců, komu jinému bychom se ostatně nyní měli snažit pomoct, než lidem, kteří se o nás budou starat, až nám bude nejhůř? Tyto štíty ochrání jejich oči a tvář od kašlání a kýchání pacientů a jsou perfektním doplňkem k respirátoru.

Během tří dnů jsme vyzkoušeli desítky vývojových verzí, vyrobili jsme dva prototypy ke schválení na Ministerstvu zdravotnictví a dokonce jsme se potkali i s ministrem Adamem Vojtěchem. A dnes vám konečně můžeme oznámit, že jsme začali s produkcí prototypů. První kusy právě odcházejí do nemocnice na testování a prověření v ostrém provozu. Tímto bych chtěl rád poděkovat hlavně Martinu Havrdovi z Fakultní nemocnice Královské Vinohrady za to, že si našel čas na setkání a konzultace. A mimochodem, jakmile dokončíme schvalování masky, rádi bychom se pustili do návrhu ochranných brýlí určených pro 3D tisk.

Představování prototypu ministrovi zdravotnictví Adamu Vojtěchovi

Díky naší 3D tiskové farmě, která je s 500 tiskárnami největší na světě, jsme schopni vyrobit 800 kusů za den. A to si představte, že i při produkci tohoto množství je kapacita farmy využita jen z jedné pětiny. Důvodem je, vedle toho, že samozřejmě dál vyrábíme další tiskárny, i fakt, že nás brzdí kapacita našeho laserového plotru, na kterém řežeme průhledné kryty štítů. Pokud by toto omezení neexistovalo, dokázali bychom teoreticky na farmě vytisknout 4000 kusů za den. Každopádně, takto nebrzdíme naši vlastní produkci tiskáren a pokud bychom potřebovali, vždycky můžeme přidat další. Koneckonců, držíme světový rekord za 1096 současně tisknoucích 3D tiskáren, takže s kapacitou vážně není problém. 🙂

Materiál na výrobu jednoho kusu stojí asi 20 korun, a to bez jakýchkoliv množstevních slev při nákupu. Opravdu, všechen materiál jsme nakoupili po obchodech v Praze během jednoho odpoledne.

Na začátek věnujeme 10 tisíc kusů českému Ministerstvu zdravotnictví a začneme shánět další materiál.

Části ochranného štítu tisknuté na naší farmě

Nyní bych chtěl hlavně dostat tuto informaci co nejrychleji k co největšímu množství lidí, nejen v České republice, ale po celém světě. Pokud máte kapacitu a nástroje, můžete si vše začít připravovat už nyní, ještě před finálním designem. Teď je nejlepší chvíle na to vyladit svou tiskárnu a zásobit se materiálem, tak abyste mohli začít tisknout hned, jakmile vydáme finální model. Myslím, že většina dílen a labů bude mít všechny potřebné nástroje k dispozici – 3D tiskárnu, laserový plotr a nůžky. To je opravdu všechno! Nezapomeňte, že toto je verze RC1 (kandidát na vydání). V tuto chvíli ještě musí být finálně prověřena v praxi a my vás budeme o vývoji a úpravách dále informovat v aktualizacích tohoto článku. Takže si uložte tuto stránku do záložek, nebo sledujte náš Twitter, abyste měli vždy poslední informace.

Bezpečnost, sterilizace a ověření

Velkou výzvou je sterilnost výrobního prostředí a také finálních výrobků. Určitě nechcete situaci ještě zhoršit tím, že budete vyrábět věci, které mají chránit před nákazou, zatímco se jejich prostřednictvím bude dál šířit. VŽDY se nejprve domluvte s nějakým odborníkem a ujistěte se, že nastavení vaší výroby odpovídá požadovaným standardům – a nebuďte naštvaní, pokud budou k nabídce vaší pomoci podezřívaví nebo skeptičtí. Nemůžu už to asi důrazněji zopakovat – snažte se neztěžovat situaci těm, kteří se snaží pomáhat nemocným.

Nezapomeňte, že virus může „žít” na plastových částech 48-90 hodin a tyto části pak po použití není snadné sterilizovat. Námi vyráběné štíty jsou tak zamýšlené jako jednorázové. Alespoň do té doby, než přijdeme na to, jak vytištěné části spolehlivě sterilizovat.

Tady jsou preventivní opatření, která jsme udělali my. Je možné je aplikovat i pro ostatní 3D tištěné pomůcky. Ani zde ale nezapomeňte, že stále čekáme na finální posvěcení, takže před zahájením případné produkce vždy zkontrolujte aktualizace tohoto článku.

• Plast se během tisku zahřeje na vysokou teplotu, což v podstatě tištěnou část sterilizuje. Nenechávejte ale vytištěný díl ležet na podložce několik hodin, zbytečně riskujete kontaminaci.
• Před odstraněním výtisku z podložky si vemte pár čistých rukavic a ochranný štít. Výtisk ihned vložte do uzavíratelného sáčku. Na naší farmě se vzduch kompletně vymění každé dvě minuty a je navíc filtrovaný, což výrazně snižuje riziko kontaminace.
• Při laserování krytů (hledí) nechte na plastu ochrannou fólii. Sundat se může až před sestavením a následným použitím. Výrazně se tak sníží riziko kontaminace.
• Také se hodí balit celou sérii hledí najednou. Náš laser dokáže v jedné várce vyrobit 40 kusů. Když laser otevřeme, sesbíráme všechny díly najednou – opět s čerstvým párem rukavic a s ochranným štítem.
• Do uzavíratelného vaku je dáváme ihned. Pokud váš laser dokáže hledí produkovat jen po jednom, opravdu si na každé sklízení vemte nový pár rukavic.
• Při řezání plastových desek také používáme rukavice a ochranné štíty. Nerozbalujte jich víc, než právě potřebujete, snížíte tak dobu na vzduchu a riziko kontaminace.

Lékaři na stomatologické klinice Astella už začali s testováním RC1 verze štítu v praxi. Na kliniku se aktuálně mohou obracet pacienti s akutními potížemi, jejichž lékaři své praxe dočasně zavřeli

Design

Jak už jsem zmínil výše, návrh stále čeká na ověření v reálných podmínkách a pravděpodobně se během několika příštích dní ještě změní. Model budeme pravidelně aktualizovat na PrusaPrinters. Prozatím je bezpečné si ochranný štít vyrobit pouze pro sebe!

Navrhování horního dílu ochranného štítu

Už teď najdete online několik návrhů, ale obvykle využívají tiskovou plochu tiskárny velice neefektivně. My jsme na tiskovou plochu mysleli od prvního návrhu a na podložku Original Prusa i3 MK3S se nám vejdou hned 4 horní díly, což výrazně zvyšuje efektivitu farmy. Využili jsme pružnosti plastu a model je navržený tak, aby co nejlépe přilehl na hlavu.

4 kusy na jedné podložce

Narazili jsme také skvělý elastický pásek s pravidelně rozmístěnými 10mm dírami, což výrazně zlepšilo nastavitelnost. Ale v podstatě jakýkoliv jiný kus látky nebo gumy vám poslouží podobně, stačí do něj udělat 10 mm díru. My k řezání pásku používáme rozpálený odporový drát. Předcházíme tím třepení konečků, nicméně nůžky a zapalovač vám udělají podobnou službu. Se silnější gumou můžete na každém konci tištěné části jednoduše udělat uzel.

Vzali jsme jeden z našich automatických řezáků opletu pro MK3S a předělali ho pro nový úkol

Pro průhledné hledí můžete použít libovolný čirý laserem řezatelný plast – doporučujeme tloušťku 0,5 mm až 1 mm. Velikost otvorů odpovídá těm, které vytvoří klasická kancelářská děrovačka. A obvod můžete vystřihnout ručně nůžkami, náš výkres použijte jako šablonu. Pokud nemáte k dispozici nic lepšího, můžete použít i plastový obal od 2 litrové PET lahve.

Další způsoby, jak s pomocí 3D tisku zmírnit dopady pandemie

Spustili jsme také novou designérskou soutěž. Hlavním cílem je rychle vytvořit každodenní nezbytné věci, které vám mohou během karantény dojít, nebo které vám ušetří potenciálně nebezpečnou cestu do obchodu. Ale i věci, které budou nadále užitečné až se věci vrátí k normálu.

A ještě jedna věc. Předpokládáme, že podobných projektů se to teď světem jen hemží. Pokud jste do nějakého takového projektu zapojeni, napište nám, na covid@prusa3d.com – zajímají nás hlavně návrhy, které se už prakticky osvědčily (posvěcené doktory, reálně nasazené do provozu apod.). O všechny vyzkoušené a schválené pomůcky se rádi podělíme na PrusaPrinters!

To je prozatím všechno, díky vám všem za stálou podporu a inspiraci. Naše komunita je opravdu skvělým příkladem toho, čeho všeho jsme schopni dosáhnout, když táhneme za jeden provaz.

---