IACMI支持UT设计的面罩生产

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UT Shield的特点是轻巧的框架和透明的塑料,可为即将到来的学生,教职员工和工作人员重复使用和轻松清洁。

UT屏蔽

先进复合材料制造创新研究所(IACMI;美国田纳西州诺克斯维尔)最近报告说,它支持田纳西大学(UT)生产了50,000多套防护面罩,用于为8月返回作为额外保护的学生,教职员工针对COVID-19病毒。

面罩称为UT Shield,由建筑学助理教授Maged Guerguis和UT建筑与设计学院的McCarty Holsaple McCarty特聘教授设计。Guerguis还是Soft Boundaries的主管,Soft Boundaries是一个多学科研究实验室,致力于研究建筑,工程和科学的交叉点。

“我设计了面罩,以提高安全性,并为在大流行的第一线工作时间长的医护人员提供舒适感,并且感到荣幸的是,它还在整个校园中广泛使用,以帮助我们的志愿者社区保持健康, ” Guerguis说。Guerguis仅重2盎司,注意到透明的遮阳板与面部之间的间距最大,可以舒适地佩戴眼镜或医疗设备。此外,防护罩可在五秒钟内组装完毕,不需要松紧带,并且包括符合人体工程学的末端。整个夏天,数百个UT Shields捐赠给了当地的医疗专业人员。

转向注塑成型并拥有新的定制工具后,团队可以在不到五秒钟的时间内生产出两个头带。
因此,在机械,航空航天和生物医学工程系的UT教授Uday Vaidya的指导下,为UT校园生产了50,000个防护罩。Vaidya是UT-Oak Ridge国家实验室总督的高级复合材料制造主席,同时还是IACMI的首席技术官。

Vaidya说,讨论始于夏天,与UT管理部门合作,为大学生产面罩。他指出,在秋季学期开始之前交付如此之多的任务绝非易事,并称赞了校长办公室,UT研究基金会,蒂克尔工程学院和建筑与设计学院以及IACMI合作伙伴的团队合作面部在如此短的时间内从概念到分布都受到遮挡。

他说:“所有事情突然发生了,每个人都很快聚集在一起。” “我们扩展的网络-我们与之合作的人员能够完成从织物工作,注塑工具,注塑成型,热成型等各个方面的工作-充满活力并渴望提供帮助。我们很幸运,我们已经有了团队合作和IACMI网络,能够如此迅速地做出响应。”

Vaidya还指出,IACMI在大流行期间(包括合并3D打印机)将组织的先进材料,制造经验和网络用于其他项目。

Vaidya说:“显然,在学期开始之前,仅凭3D打印就无法支持制作50,000个面罩。”即使是最快的3D打印机,要制作一个单一的屏蔽头带也要花费30分钟。“我们的团队专注于材料和加工,并利用我们的注塑成型技术来设计模具。IACMI的投资和资产在生产防护罩方面发挥了重要作用。”

Guerguis表示同意,并补充说,切换到注塑成型并拥有新的定制工具使团队可以在不到五秒钟的时间内生产出两个头带。他说:“它不仅速度更快,而且还能生产出质量更高的成品。”

UT盾

图片来源:IACMI

对于该项目,设计了一种双腔工具(每次铸模可生产两个零件),并且测试框架以黑色制作,尽管Vaidya指出,将框架快速切换为UT橙色,这是合理的选择用于最终设计。据报道,Moldesign模具制造公司(美国田纳西州诺克斯维尔)已生产出该工具,该工具“工作得很好,使我们能够在大约两周内淘汰约50,000件产品。” NewCo3,Inc.(美国密西根州贝茨维尔)对框架进行注塑成型。

防护罩平整包装,分为两部分,由佩戴者组装。透明的塑料屏蔽部分由称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)的材料制成,类似于用于制造水瓶的材料。屏蔽层的厚度约为20毫米,即借记卡厚度的三分之二。IACMI合作伙伴伊士曼化学公司(美国田纳西州金斯波特)捐赠了一部分用于生产防护罩的薄膜,同时从其他供应商那里购买了一些材料。Jamison Steel Rule Die Inc.(美国田纳西州默弗里斯伯勒)制造了用于切割屏蔽材料的钢尺模。

“这是一种透明的结晶材料,实际上,非常清楚,几乎看不到它的存在,” Vaidya辩称。“它也很容易用肥皂,水或酒精擦拭布清洁。”

最后,工程学学生在UT校园内的IACMI支持的纤维和复合材料制造工厂及工程附件(FCMF)上切割了透明的屏蔽层。在Vaidya和FCMF工程师Stephen Sheriff和Joe Gausphol的带领下,学生们使用了钢制模具,该模具带有遮阳板形状的锋利边缘。学生将胶片放在模子上,放下压机时,材料被剪切成所需的形状。孔有三个位置,因此最终用户只需将三个孔与遮阳板框架相匹配并进行固定即可。

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