MY FACE MASK: Mascherina 3D con filtro intercambiabile

Mascherina 3D custom stampata da scansione 3D con filtro intercambiabile, processo rilasciato in open source.

mascherina 3d

WASP ha sviluppato un processo che, partendo dalla scansione 3D del volto, consente di realizzare e personalizzare una mascherina 3D su misura per ogni operatore.

mascherina 3d - lato

Il soggetto può essere scansionato tramite fotogrammetria con un cellulare a 1 metro di distanza. Le foto vengono poi processate per la ricostruzione della mesh del volto della persona.

Dopo aver applicato un modello base sulla mesh del volto si rende la mascherina perfettamente ergonomica modellandolo in 3D con My Face Mask Blender add-on.

Materiali per la Stampa 3D

Il materiale utilizzato per la stampa nel video è PCL: policaprolattone. Si tratta di un biomateriale che può rimanere a contatto con la pelle.

Un biomateriale che viene già utilizzato in campo medicale, fonde a 100 gradi, non ritira e non c’è bisogno di camera calda per stamparlo. A fine stampa immergendo la mascherina in acqua calda a circa 60° è possibile modificarne la forma adattandola ulteriormente al volto.

Un’altro materiale utilizzabile è F1 SKIN CONTACT FLEX è un TPE 27 Shore D certificato per il contatto con la pelle. Si stampa a 200° e il risultato è di una mascherina più flessibile e comunque igienizzabile.

Il processo di Stampa 3D

Le mascherine 3D sono state stampate con Delta WASP 4070 INDUSTRIAL 4.0. Questa stampante 3D permette di utilizzare agilmente materiali tecnici come quelli descritti sopra.

mascherina 3d - processo open source

L’idea è una mascherina 3D che può essere disinfettata e utilizzata più volte. Per questo è presente un incastro nella zona anteriore che rende il filtro intercambiabile, questo permette di scegliere la modalità di filtraggio a seconda del lavoro che si deve affrontare. Qui una ricerca interessante sui filtri di Cambridge University.

Occorrono circa un’ora e mezza di stampa (due ore con filamento in PCL)  per realizzare una mascherina in TPE aderente al volto, evitando così le irritazioni e i disturbi causati dal lungo utilizzo.

La scelta del filtro

Il raccordo perfetto e riutilizzabile tra volto e filtro, ecco cosa abbiamo messo a disposizione della comunità con il progetto di semi maschera My Face Mask. Con il termine “filtraggio” si apre un tema enorme, un mondo, che è strettamente collegato all’uso che si fa dello strumento stesso e al grado di sicurezza che si ricerca.

Abbiamo ampliato le funzione dell’add-on di Blender come da grande richiesta per supportare diversi filtri standard in base alla propria preferenza e alla reperibilità dei materiali.

My Face Mask Add-on da oggi è ufficialmente aggiornata con tante nuove funzionalità.

Come da grande richiesta, la add-on ora supporta diversi tipi di filtri da progetti open-source. In questo modo ognuno può scegliere per quale filtro progettare la propria maschera in base alla propria preferenza e alla reperibilità dei materiali.

I filtri intercambiabili sono 5:

L’incastro cilindrico è pensato per l’incastro dei filtri medicali elettrostatici, esplicitamente studiati per la filtrazione di virus e batteri al 99%. Questi sono tipicamente reperibili solo da ospedali e operatori sanitari, ed è giusto che rimanga loro prerogativa.
La forma cilindrica può essere rastremata per garantire la migliore tenuta sul filtro.
Richiede: FIltro medicale elettrostatico
https://www.medicalexpo.com/medical-manufacturer/electrostatic-filter-48718.html

Gli HEPA sono sistemi di filtraggio con applicazioni molto ampie. Sono basati sul ripiegamento per aumentare la superfice filtrante. Uno dei più reperibili è il filtro dell’aspirapolvere Roomba i7.

I filtri HEPA sono efficaci contro i virus?
https://smartairfilters.com/en/blog/can-hepa-filters-capture-nanoparticles/

Richiede: Filtro Roomba i7

L’incastro WASP è studiato per essere compatibile con tutti i tipi di tessuto filtrante attraverso un sistema ad incastro.
Inoltre la forma è studiata per garantire la massima area traspirante.
Nella scelta del tessuto filtrante si può per esempio utilizzare il tessuto una maschera chirurgica N95, o un tessuto tradizionale, come indicato negli studi in merito.

Studio su 30 materiali per le mascherine DIY:
https://smartairfilters.com/en/blog/best-diy-coronavirus-homemade-mask-material-covid/?fbclid=IwAR3BaJDyTO7vZ56TTqbGVn0crg36uUBwo41H-pFBP80Bd7A2ik4suTyypNw

Richiede: Incastro stampato DOWNLOAD, tessuto filtrante

L’incastro Montana nasce da un progetto americano per utilizzare una singola maschera chirurgica N95 fino a 6 volte su una mascherina stampata in 3D.

Sito del progetto Montana: https://www.makethemasks.com/

Richiede: Incastro stampato DOWNLOAD, tessuto filtrante

L’adattatore circolare consente di fissare i tessuti senza necessità di un incastro, utilizzando elementi elastici.
Anche in questo caso nella scelta del tessuto filtrante si può per esempio utilizzare il tessuto una maschera chirurgica N95 o un tessuto tradizionale, come indicato negli studi in merito.

Studio su 30 materiali per le mascherine DIY:
https://smartairfilters.com/en/blog/best-diy-coronavirus-homemade-mask-material-covid/?fbclid=IwAR3BaJDyTO7vZ56TTqbGVn0crg36uUBwo41H-pFBP80Bd7A2ik4suTyypNw

Richiede: tessuto, elemento elastico

Progetto in open source

Qui sono disponibili le istruzioni per la fotogrammetria, il tutorial dell’add-on Blender dedicato, il file .stl e i profili di stampa.

Abbiamo scelto di pubblicare la fotogrammetria come metodo di scansione poiché è il più semplice e può essere eseguita con un le foto di un cellulare, e quindi anche a distanza. Eventualmente può essere utilizzato anche uno scanner manuale.

Istruzioni

Esistono diversi metodi di scansione 3D.

Tra le diverse possibilità di scansione 3D attualmente disponibili, la fotogrammetria è un processo immediato e alla portata di tutti, realizzabile senza dover acquistare tecnologie dedicate.
Si tratta di realizzare una serie di fotografie anche col proprio cellulare, alla distanza minima di 1 metro dal soggetto, partendo da un lato del viso fino al lato opposto.
E’ necessario posizionare dei punti di riferimento insieme al soggetto per riuscire a ricalcolare le proporzioni giuste in fase di esportazione.

Segui le istruzioni precise scaricandole dal download qui sopra.

Per ottenere il file 3D del volto, è necessario trasformare le immagini in mesh.
Per questa operazione consigliamo l’utilizzo di questo software: RealityCapture
A fine ricostruzione basterà esportare la scansione  in formato .obj.

Segui le istruzioni precise scaricandole dal download qui sopra.

WASP ha messo a punto un processo per realizzare mascherine custom partendo dalla scansione 3D del volto tramite la modellazione con Blender 2.82 . Grazie ad Alessandro Zomparelli, collaboratore di WASP, è nato un Add-on per Blender dedicato: My Face Mask Blender add-on che facilita e automatizza con comandi specifici la fase di customizzazione fino all’esportazione del file mascherina.stl.

Scarica Blender 2.82 here: https://www.blender.org/download/releases/

Scarica MY FACE MASK add-on Blender 2.82 e le istruzioni qui: https://www.3dwasp.com/my-face-mask-addon-blender/

Consigliamo per la stampa della mascherina 2 tipi di materiali:

PCL: Il Policaprolattone, è una bioplastica già in utilizzo nel settore medicale che si estrude a 100° e rimodellabile a fine stampa in acqua calda (60/70°). E’ stampabile con tutti modelli di stampanti WASP con bobine da 1.75 mm con estrusore WASP SPITFIRE Extruder e WASP ZEN Extruder.

BIOFLEX: Il Bioflex è un TPE 27 Shore D certificato medicale (certificazione medicale di tipo USP XXXII:2009 Class VI e ISO 10993-4/5/10) per il contatto con la pelle. Si stampa a 200° utilizzando bobine da 2.85 mm, quindi utilizzabile con tutte le stampanti WASP dotate di WASP FLEX Extruder.

Tagliare il materiale del filtro nelle giuste dimensioni e inserirlo nella mascherina.

Con la pubblicazione di questa applicazione tecnica e del suo processo replicabile non vogliamo sostituirci in alcun modo all’utilizzo di presidi medici certificati. Il nostro Team è a disposizione per lo sviluppo di progetti tecnico scientifici a servizio della comunità.

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