ExOne與匹茲堡大學(xué)，3D打印金屬過濾器生產(chǎn)可重復(fù)使用的呼吸器

2020年4月28日,，南極熊獲悉，粘合劑噴射3D打印機(jī)制造商ExOne和匹茲堡大學(xué)合作開發(fā)出可重復(fù)使用的金屬過濾器,，可裝入塑料呼吸器的呼吸器濾芯,。

ExOne的粘結(jié)劑噴射3D打印工藝可用于生產(chǎn)具有特定孔隙率的金屬零件，可有效過濾掉污染物,，同時(shí)允許空氣流動(dòng),。利用其技術(shù)，該公司能夠開發(fā)出可重復(fù)使用的多孔金屬過濾器,，材質(zhì)有兩種金屬：銅和316L不銹鋼,。 據(jù)悉，這款塑料呼吸器濾芯是由匹茲堡大學(xué)斯旺森工程學(xué)院機(jī)械工程與材料科學(xué)系設(shè)計(jì)的,。

目前ExOne正在對(duì)氣流和過濾效率進(jìn)行初步測(cè)試,，并對(duì)過濾器進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是堅(jiān)持N95呼吸器標(biāo)準(zhǔn),。ExOne解釋說,，該組合裝置有可能提供可持續(xù)的、可消毒的個(gè)人防護(hù)設(shè)備（PPE）,，可長(zhǎng)期使用以抵御污染物,，如COVID-19（COVID-19是造成當(dāng)前冠狀病毒大流行的疾病）,。

ExOne首席執(zhí)行官John Hartner說："我們的團(tuán)隊(duì)一直在努力,，為在抗擊COVID-19大流行病的前線醫(yī)務(wù)人員提供這個(gè)可重復(fù)使用的解決方案。我們的客戶經(jīng)常為各種用途打印多孔金屬過濾器,，我們有信心很快就會(huì)有一種解決方案,，使醫(yī)務(wù)人員能夠?qū)�金屬過濾器進(jìn)行消毒滅菌，重復(fù)使用,，消除浪費(fèi),。"

"一旦獲得批準(zhǔn)，我們可以將這些過濾器打印成各種尺寸,，用于呼吸機(jī),、呼吸機(jī)、麻醉面罩或其他設(shè)備,。"

△ExOne和Pitt 3D打印的可重復(fù)使用的呼吸器與3D打印的金屬過濾器,，圖片來自ExOne。

為不同的3D打印金屬過濾器創(chuàng)建不同的孔隙度等級(jí)

ExOne的粘結(jié)劑噴射技術(shù)的工作原理是利用打印頭將液體粘結(jié)劑逐層選擇性地沉積到一層薄薄的金屬粉末涂層上,，直到形成最終的物體,。打印完成之后,，一般還需要在熔爐中燒結(jié)。

通常情況下,，粘結(jié)劑噴射的金屬部件被燒結(jié)成全密度,。但ExOne的技術(shù)允許為相關(guān)物體建立特定的孔隙度，不同的金屬材料對(duì)過濾器的孔隙度要求是不同的,。

因此,，為了測(cè)試不同金屬和孔隙度的過濾器，Swanson學(xué)院機(jī)械工程和材料科學(xué)副教授Markus Chmielus博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組正在使用CT掃描儀分析其微觀結(jié)構(gòu)和孔隙度,。為了幫助分析和優(yōu)化過濾器的性能,，工程模擬軟件開發(fā)商Ansys公司正在提供額外的計(jì)算機(jī)模擬支持。

△ExOne各種金屬和孔隙度的3D打印金屬過濾器供測(cè)試,，圖片來自ExOne,。

Chmielus博士解釋道："與其他快速成型制造方法相比，粘結(jié)劑噴射3D打印對(duì)于這種過濾器的應(yīng)用,，其優(yōu)勢(shì)在于能夠利用打印件的孔隙度,，然后在高溫致密或燒結(jié)過程中對(duì)其進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到最佳的過濾和氣流性能,。"

雖然銅和不銹鋼過濾器都是由ExOne公司3D打印出來的,，目前正在由皮特大學(xué)進(jìn)行測(cè)試，但據(jù)ExOne公司稱,，銅本身具有抗菌性能已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了,。該公司解釋說，據(jù)史密森尼學(xué)會(huì)的資料顯示,，最早有記載的使用銅來殺滅病菌是在埃德溫-史密斯的《Papyrus》中,，這是歷史上已知最古老的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn),。此外,，許多研究證明了銅的消毒能力，包括2015年由美國(guó)國(guó)防部資助的一項(xiàng)研究顯示,，銅合金有助于降低58%的感染率,。

由ExOne與Pitt合作3D打印的可重復(fù)使用、可消毒的銅質(zhì)過濾器,，圖片來源：ExOne,。

ExOne的金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)

ExOne公司于1996年開發(fā)出了他們的粘結(jié)劑噴射技術(shù)的第一次迭代，此后又將其應(yīng)用于砂子和金屬3D打印系統(tǒng),。它所選擇的金屬3D打印機(jī)包括Innovent+,，這是一款為研發(fā)和小零件生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的入門級(jí)系統(tǒng)。在2018年Formnext展會(huì)上,，該公司推出了X1 25 PRO系統(tǒng),，該系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)更大的構(gòu)建尺寸和Innovent+的等效粉末冶金能力粉末,。

大約一年后的2019年11月，該公司推出了X1 160PRO,。這是該公司迄今為止最大的設(shè)備,，是為大批量、大規(guī)模生產(chǎn)終端零件和鑄件而開發(fā)的,。

此外,，ExOne還參與了多項(xiàng)合作，開發(fā)其金屬粘合劑噴射技術(shù),。去年,，它宣布與山特維克增材制造公司合作，推進(jìn)其粘合劑噴射3D打印工藝,。兩家公司將致力于優(yōu)化金屬粉末與粘結(jié)劑噴射3D打印的使用,。

該公司還與橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）合作，推進(jìn)粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù),，以實(shí)現(xiàn)H13工具鋼的3D加工,。


編譯自：3dprintingindustry