Kevlar Nose Protection Impreso en 3D con Markforged

noviembre 29, 2017

Kevlar Nose Protection Impreso en 3D con Markforged

Hace un mes, me rompí la nariz. No entraré en detalles extremos, pero sería seguro decir que mi cara tuvo un encuentro breve y doloroso con una pista de esquí helada en Vermont. El lado positivo de las lesiones en la nariz es que sanan bastante rápido; Estuve prácticamente funcional nuevamente después de dos semanas de descanso y relajación. Sin embargo, funcional no significa estructuralmente sano. Las narices (como cualquier otro hueso) tardan aproximadamente seis semanas en sanar cuando se rompen. 

Durante este período de cuatro semanas, estuve en un estado precario: lo suficientemente sano para estar activo, pero también incapaz de tomar contacto físico con la nariz. Esto significa que no hay deportes de contacto (fútbol para mí) ni actividades arriesgadas. Para proteger las narices frágiles del contacto incidental, muchas compañías venden costosos protectores faciales de policarbonato . Decidí imprimir el mío.

Requisitos de máscara

Mi mascarilla tiene dos requisitos reales: asegurar que nada toque mi nariz real y ser lo menos intrusivo posible. Evitar cualquier contacto en mi nariz reduce la distribución de la fuerza: la física establece que la fuerza dirigida a la cara debe aplicarse en algún lugar. La clave es controlar dónde se aplica. 


En una máscara exitosa, el plástico es rígido y resistente a los impactos, distribuyendo inmediatamente toda la fuerza a las almohadillas de contacto facial en los pómulos y la frente. La parte impresa de la máscara no debe tocar mi cara directamente, ya que solo Onyx sería incómodo. Además de estar seguro mientras juego, quiero que la máscara interfiera con mi habilidad para jugar fútbol lo menos posible. Por lo tanto, la máscara debe ser ligera, ajustarse cómodamente y no dañar la visión además de ser resistente a los impactos.

Diseño

Al diseñar esta máscara, no tenía dimensiones de cara empíricas para basar mi CAD. Entonces, medí las dimensiones críticas de mi cara con pinzas y basé la forma general de la máscara en las secciones transversales de la exploración CAT que tenía de mi nariz. Después de un par de iteraciones, me conformé con un contorno facial que se ajustaba bien mientras daba 5 mm de espacio libre de mi nariz. Al variar los radios de los perfiles superior e inferior, me aseguré de que el material de soporte se imprimiera en la cama (en lugar de en la parte superior). Corté dos ojales grandes, asegurándome de dejar suficiente material para cubrir completamente el puente interior de mi nariz.


-Para diseñar la parte inferior de la máscara, hice referencia al escaneo CAT de mi nariz. Agregué espacio libre adicional y disminuí el radio del círculo de mi mejilla para dar cuenta de las almohadillas de espuma.

Después de pensar en qué materiales imprimir la máscara, me decidí por Onyx y Kevlar. Kevlar es una fibra especializada que exhibe una excelente resistencia al impacto con casi ningún riesgo de falla catastrófica. Aunque la fibra de carbono es más rígida y más fuerte, descubrí que una máscara reforzada con Kevlar superaría a la máscara de policarbonato y es menos probable que falle catastróficamente que una reforzada con fibra de carbono continua. 

Con el fin de disminuir las probabilidades de que la máscara se rompa a lo largo de las líneas de capas, también me abstuve de agregar fibra a lo largo del puente de mi nariz. Esto aumentó la fuerza de adhesión de la capa sin comprometer seriamente ningún otro aspecto físico de la máscara.

Los arcos superior e inferior de la máscara están reforzados por kevlar continuo. Para evitar que la mitad de la máscara se rompa a lo largo de las líneas de capas, dejé la fibra en el medio de la pieza.

Para sostener la máscara en mi cara, compré dos tiras de velcro elásticas baratas y las  coloqué en la mitad de la impresión de la máscara . Mantienen la máscara apretada en mi cara sin sentirse incómodo. Usando Loctite 401, adherí almohadillas de espuma a la esquina de la máscara.

La máscara final con correas impresas y relleno pegado al interior.

Por:

  Daniel Leong | Markforged

 

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