Considerations for Making 3D Print Face Shields - Covid19

Olaya Mira, Natali; Zapata-Henao, Luis F.; Volkmar-Velez, David; Morales-Gómez , Juan M.; Vivas-Lozano, Angie Michelle; Quiceno Betancourt, Andrés M.

Date

2020-09-15

Abstract

Uno de los grandes retos que ha traído consigo la crisis mundial provocada por la contingencia sanitaria, debida a la COVID-19, ha sido el diseño, la fabricación y distribución de elementos básicos de protección para el personal médico y sanitario que hace parte de los equipos de salud. Las consideraciones aportadas por la siguiente nota técnica tienen el objetivo de optimizar el diseño y la fabricación digital de pantallas de protección facial de impresión en 3D, creando diademas en ácido poliláctico (PLA) y lámina de cloruro de vinilo polimerizable transparente (PVC). Bajo parámetros antropométricos se determinaron las dimensiones de la diadema, determinando así la distancia para su uso con gafas y tapabocas sin sacrificar la visión periférica del usuario. A través de análisis de elementos finitos, se evaluó el comportamiento del material frente a diferentes esfuerzos., Así se definieron variables óptimas de grosor para altura de capa, ancho de línea, grosor de la pared, densidad de relleno y velocidad de impresión. Se evidencia disminución en los tiempos de fabricación. Por otro lado, el proceso de desinfección se realizó antes, durante y después del proceso de ensamble y posterior empaquetado. La desinfección de las pantallas se realiza por método de inmersión en glutaraldehído al 1 % o 2 %, el cual es un desinfectante de alto nivel y es usado comúnmente en hospitales y dispositivos médicos puesto que tiene propiedades bactericidas, fungicidas, virucidas, tuberculicidas, esporicidas y prionicidas

Abstract

A major challenge posed by the global crisis caused by the health contingency due to COVID-19 has been to design, manufacture, and distribute basic personal protective equipment among health professionals. The considerations described in this technical note are aimed at optimizing the design and digital manufacturing of 3D printed face protection shields composed of polylactic acid (PLA) headbands and transparent polymerizable vinyl chloride (PVC) film. The headband dimensions were determined by anthropometric parameters, thus establishing the distance to be used with glasses and mouthpieces without sacrificing the user’s peripheral vision. The behavior of the material was evaluated under different stresses using finite element analysis. As a result, the optimal values for layer height, line width, wall thickness, fill density, and print speed were defined. However, these parameters caused a decrease in production times. The face shields were sanitized before, during, and after the assembly process and subsequent packaging by immersion in 1% or 2% glutaraldehyde, which is a high-level disinfectant commonly used in hospitals and medical devices because of its bactericidal, fungicidal, virucidal, tuberculocidal, sporicidal, and prionicidal properties.