Из-за дефицита медицинского оборудования инженеры по всему миру начали мастерить самодельную экипировку, используя 3D-печать и подручные материалы. Команде энтузиастов из США одной из первых удалось наладить массовое производство защитных масок для медиков. WIRED рассказывает, как коллаборация людей из академической среды, малого и крупного бизнеса помогла решить непростую производственную задачу.
Проект Badger: 1000 масок за неделю с нуля
В начале позапрошлой недели к Леннону Роджерсу обратились по почте с просьбой: не мог бы он оперативно напечатать 1000 защитных масок для медицинского персонала, который собирает анализы и лечит пациентов с COVID-19? Письмо прислала больница при Висконсинском университете в Мадисоне, в котором работает Роджерс – он возглавляет Инновационную лабораторию инженерного дизайна. У клиники закончилась экипировка, а поставщики не справлялись с заказами из-за пандемии.
Роджерс уложил детей спать и тут же поехал в ближайший Home Depot, а затем в магазин товаров для творчества. Он закупился материалами, в том числе листами прозрачного пластика и парой манекенов. После этого Роджерс отправился в университетскую мастерскую, где оперативно собрал первый прототип, взяв за основу строительную маску-щиток. Жена Роджерса, анестезиолог по профессии, примерила маску – устройство оказалась слишком тяжелым.
Тогда разработчик собрал несколько облегченных моделей вместе с двумя друзьями – Джесси Дарли, инженером-механиком из дизайн-фирмы Delve, и Брайаном Эллисоном, менеджером по развитию бизнеса из Midwest Prototyping. ошаговая инструкция по производству маски.
К концу недели больница одобрила один из прототипов – модель назвали Badger. Роджерс тут же разместил схему сборки маски онлайн, идеей заинтересовалось сразу несколько американских предприятий. Откликались как отдельные предприниматели, так и крупные организации. Они начали качать файлы и запускать производство масок в своих цехах и на фабриках.
Спустя несколько дней, больница при университете получила более 1000 защитных масок.
Поскольку щитки не должны быть стерильными, проходить специальную сертификацию не пришлось – это упростило задачу.
На дизайн обратила внимание и Ford – компания пообещала выпустить 75 тыс. экземпляров в первую же неделю, а со следующей – уже 100 тыс.. Производить их будут на дочерней фабрике автомобильного гиганта Troy Design and Manufacturing в Плимуте, штат Мичиган. Первые партии разошлют бесплатно по больницам в Детройте.
Из-за пандемии Ford временно прекратила сборку автомобилей в США. Компания выпускает только медицинское оборудование, а также вместе с 3M и GE производит компоненты для ИВЛ.
Выпуском масок заинтересовались и другие компании, в том числе из других штатов. В общей сложности они хотят произвести 1 млн экземпляров Badger.
Производить их, кстати, не сложно. Каждая модель состоит из трех компонентов: забрало, лента-крепление и фиксатор. Прозрачное забрало 22 на 33 см вырезают из листов плотного полиэтилена, эластичную ленту для носки крепят к лицевой панели – для этого подойдет обычный электрический степлер, а фиксатор для лба делают из пенополиуретана.
DIY-движение на фоне пандемии
Дефицит медицинских и защитных масок, клапанов для ИВЛ и другого медицинского оборудования, нужного пациентам с коронавирусом, вдохновил инженеров, мейкеров и энтузиастов по всему миру. Маска Badger, разработанная Роджерсом, – один из первых примеров самодельного устройства, который одобрили для медицинского использования и пустили в серийное производство.
“Мы заполнили нишу в период, когда нарушились масштабные цепочки поставок”, – объясняет Дарли, он отвечал за дизайн и чертежи маски.
Медперсонал носит защитные маски поверх обычных медицинских при работе с зараженными пациентами. Щитки из пластика защищают от крошечных капелек, которые выделяются при кашле и чихании, и переносят вирус. Такие маски регулярно дезинфицируют и используют повторно, но они быстро портятся, поэтому заменять их приходится часто.
Интересно, что инженеры разрабатывали маску в удаленном формате – в основном они общались по телефону или по SMS, а фотографиями обменивались через Google Photos.
Впрочем, без контакта с внешним миром не обошлось – Дарли попросил знакомую, которая работает в больнице, принести защитную маску для примера. Устройство измерили и разобрали, чтобы воспроизвести с нуля.
Прототипы собирали на фабрике Midwest Prototyping. К процессу также подключили профессора Висконсинского университета Тима Оссвальда, эксперта по полимерным материалам. Он помогал выбирать материалы и искать поставщиков. Местная компания создала кастомизированную пресс-форму, чтобы быстрее создавать прототипы.
Успех Роджерса и его коллег – редкий случай. Часто попытки волонтеров восполнить дефицит медицинской экипировки и оборудования не удаются. Например, из-за нехватки хирургических масок и масок N95 модные дома и дизайнеры начали шить аналоги из ткани.
Но многие больницы не принимают тканые маски и советуют вместо этого сдавать донорскую кровь, жертвовать деньги или еду для поддержки медперсонала.
В марте многие СМИ писали об инженерах из итальянского города Брешиа, которые напечатали на 3D-принтере одноразовые клапаны для аппаратов ИВЛ и передали их в местную больницу. Но вскоре один из разработчиков – Кристиан Фракасси – отказался выкладывать чертежи в открытый доступ. По его словам, местные больницы уже восполнили запасы, а больше никто к инженерам не обращался.
Команда Роджерса, кстати, решила не использовать 3D-печать, поскольку принтеры работают слишком медленно, к тому же они есть далеко не везде. Традиционная вырубка в этом плане намного эффективнее.
Разработчики уже раздумывают, за какой проект взяться следующим. Дарли планирует разработать и выложить в открытый доступ схемы для создания защитного капюшона с фильтрацией воздуха. Но для него нужны специальные коннекторы, которые защищены авторским правом.
Материал подготовила команда РУКИ. Мы помогаем найти проверенных поставщиков и запустить серийное производство в Китае. О лучших кейсах, технологиях и разработке продуктов пишем в блоге в Яндекс.Дзен и на канале в Telegram.