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创新应用|适配不同脸型的3D打印口罩诞生

目前新冠病毒疫情在全球蔓延,有报道称美国N95口罩已经涨价11倍,口罩行业的关注度在全球范围内进一步攀升。除了“一罩难求”的物资短缺引发的企业跨界生产,对于口罩的防护效用、长期佩戴的舒适性等问题,也被推上热点位置。

图片来自网络

影响口罩防护效果的关键性指标

作为个人防护用品,口罩最关键的两个指标是“过滤效率”和“泄漏率”,分别代表口罩过滤材料对空气中颗粒污染物的过滤能力以及口罩与面部的贴合程度。如果泄漏率高,则表示污染物可从口罩与面部之间的缝隙进入口罩内部,即使过滤效率再高也是枉然。

市面上绝大多数民用KN95口罩(同美国N95标准),依赖标准尺寸的头部模型进行“泄漏率”测试。而人的真实脸型大小千差万别,口罩佩戴时并不能有效贴合不同人的脸型,不仅影响防护效果,还会在脸部留下显著压痕。

图片来自公众号拍者

核心研发竞争力实现快速创新应用

针对口罩产品普遍存在的痛点问题,LuxCreo清锋时代与专业从事口罩研发的中科随能科技有限公司开展合作,成功研发了一款搭载3D弹性骨架龙骨的高性能防护口罩,与采用传统支架的口罩相比,其在防护性、适配性以及舒适性等方面都有了显著提升。

3D弹性龙骨支架实物

研发人员充分利用了极速LEAP™3D打印技术和高性能EM光固化弹性材料等核心技术,设计并生产出了这种柔软且富有弹性的3D龙骨支架。从概念设计到成品诞生,仅用了48小时。该龙骨支架有以下几个方面的优势和特点:

经由参数化设计生成三维点阵结构,保证支撑性的同时,与面部产生较大面积的紧密接触与贴合,大幅降低了口罩产品的泄漏率,提升了防护效果;

3D弹性龙骨支架的设计示意

龙骨支架基于柔软的EM材料,可以通过形状变化,适配用户不同脸型和尺寸,能够匹配不同人群的高标准防护需求;

3D弹性龙骨支架的弹性展示

柔软的龙骨支架降低了对面部的压迫,有效解决了面部压痕的问题,适合长时间佩戴;

EM弹性材料已通过ISO 10993-10:2010皮肤致敏性检测(检测报告由SGS出具),确保亲肤安全。

3D弹性龙骨支架的打印过程

行业技术壁垒实现产品应用优势

为了验证该3D弹性龙骨支架的技术优越性,研发人员利用专业的TSI-8038口罩密合度测试仪对口罩整体的防护效果进行了评估。在真人实际佩戴情况下,不同测试者均获得了满分200+的密合度评分,且口罩的整体过滤效率(口罩内颗粒物的浓度/环境中颗粒物浓度)达到了99.9%以上,达到并超越了KN95的标准。经过反复测试,该款口罩具备较好的长时间佩戴舒适性。

搭载3D弹性龙骨支架的高性能口罩

口罩佩戴效果示意

不仅得益于设计创新以及材料性能的应用优势,清锋时代还将实现基于LEAP™技术的批量化生产,通过已建成的智能工厂,使产品能够快速上市。这是产品设计方式的革新、生产方式的革命,依靠高速高效的3D打印工具,大大缩短产品迭代周期,实现一种新型的产品创新模式。

面对当下疫情的安全防护需求以及口罩习惯的未来增长趋势,清锋时代将与专业厂商开展密切合作,利用行业领先的3D打印技术,为个人防护产品的创新与落地贡献一份力量。

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