IL TEAM DELLO SMITH COLLEGE VINCE LA COVENT-19 CHALLENGE CON UN DESIGN DEL VENTILATORE STAMPATO IN 3D A BASSO COSTO
Un team dello Smith College, con sede nel Massachusetts, ha vinto il concorso di design Covent-19 Challenge con il suo nuovo ventilatore “Smithvent” parzialmente stampato in 3D.
Aperto al pubblico, lo scopo della competizione era quello di creare un ventilatore minimo dispiegabile e rapidamente utilizzabile in grado di affrontare le carenze causate dalla pandemia di COVID-19, in particolare nei paesi in via di sviluppo. Solo tre mesi dopo l’iscrizione al concorso senza alcuna conoscenza precedente della costruzione del ventilatore, il progetto vincente del team poteva ora essere implementato in Nigeria, dopo l’approvazione normativa.
“In due mesi siamo passati dal non sapere nulla ad avere un prototipo funzionale”, ha dichiarato Susannah Howe, professore di ingegneria presso lo Smith College. “È semplicemente pazzo. Vedere quella traiettoria in un periodo di tempo così breve, con persone che si offrono volontariamente il loro tempo in cima agli altri lavori, è sorprendente, commovente e così gratificante. “
Il 1 ° aprile, oltre tre mesi fa, dodici ambiziosi medici residenti in anestesia del Massachusetts General Hospital hanno lanciato la loro sfida CoVent-19. Il concorso di progettazione del gruppo è stato istituito appositamente al fine di ricercare ventilatori economici e facili da fabbricare e aiutare il mondo in via di sviluppo durante l’attuale pandemia. Con oltre 200 domande presentate, il pubblico in generale non ha deluso.
Quando il gruppo di 30 ex-alunni di ingegneria, il personale e la facoltà dello Smith College si sono inizialmente iscritti, nessuno di loro ha avuto alcuna esperienza o comprensione della progettazione del ventilatore. Ciò non ha impedito al team di creare il proprio ventilatore Smithvent, che secondo quanto riferito l’equipaggio ha assemblato per meno di un decimo del costo dei ventilatori tradizionali. Utilizzando una combinazione di parti stampate in 3D e pronte all’uso, il gruppo Smith College ha ridotto la quantità di lavorazioni personalizzate necessarie e ha migliorato la compatibilità del sistema con altre apparecchiature mediche.
L’involucro del ventilatore, i raccordi ISO e i blocchi di montaggio del team possono essere prodotti utilizzando FDM (Fused Deposition Modeling) o stampanti 3D stereolitografiche. Inoltre, il design è open-source, in modo che altri ricercatori possano produrre e migliorare il design vincente del gruppo. Unendo la tecnologia dell’elettrovalvola proporzionale economica con una camera di miscelazione aria-ossigeno, il ventilatore soddisfa l’intera serie di requisiti per i dispositivi COVID-19, il che significa che potrebbe potenzialmente andare in produzione. In termini di passaggi successivi, il team potrebbe ora sviluppare un prodotto finale e chiedere l’approvazione normativa finale in Nigeria, solo uno dei paesi che hanno parlato con gli organizzatori della CoVent-19 Challenge.
Tra le centinaia di altri partecipanti, anche altri due team sono stati scelti per essere lodati dai giudici della Challenge. Il progetto al secondo posto era un ventilatore pneumatico InVent presentato da un team con sede a San Francisco composto da personale della società di progettazione Fuseproject e dalla startup di dispositivi medici Cionic . Assemblato in meno di quattro ore, il prototipo è stato prodotto utilizzando le stampanti 3D Stratasys e presentava un’interfaccia uomo-macchina semplice e intuitiva, sensori di flusso Venturi personalizzati.
Nel frattempo, il terzo posto è stato assegnato a un progetto da un gruppo di decine di ingegneri e operatori sanitari di un gruppo chiamato RespiraWorks . Mentre il modello del team utilizza un sofisticato sistema di ventilazione basato su soffianti, hanno anche consentito un assemblaggio e una produzione semplificati, rendendo il loro design open source. Inoltre, le parti utilizzate nella sua costruzione sono state usate deliberatamente, in modo da essere prontamente disponibili dalle catene di approvvigionamento locali in tutto il mondo. “I pazienti affetti da COVID-19 richiedono e meritano una ventilazione di alta qualità, indipendentemente dal fatto che siano nati in un paese ricco o in uno povero”, ha aggiunto Ethan Chaleff, fondatore e direttore esecutivo di RespiraWorks.
Sette prototipi sono arrivati alla finale e sono stati valutati utilizzando un banco di prova per determinare quale progetto forniva la migliore combinazione di prestazioni rispetto a sicurezza, affidabilità, producibilità, convenienza e semplicità. I tre vincitori riceveranno attrezzature AM da $ 10.000 da Stratasys, che ha anche fornito la stampa 3D gratuita e un team di tre ingegneri applicativi, per i sette team finalisti nella costruzione dei loro prototipi funzionanti.
Quando il Concorso fu organizzato a marzo, non era ancora chiaro se gli Stati Uniti avrebbero avuto abbastanza ventilatori per far fronte alla pandemia, ma da allora l’attenzione è passata a sostenere il mondo in via di sviluppo. “Da allora la nostra attenzione si è spostata verso i paesi in via di sviluppo, dove stiamo assistendo a tassi di mortalità elevati e risorse limitate per far fronte alle devastazioni di questa nuova malattia”, ha affermato il dott. Richard Boyer, fondatore e direttore della CoVent-19 Challenge. “Il banco di prova che abbiamo sviluppato ci dà molta fiducia nelle prestazioni del prototipo vincitore, e francamente c’è probabilmente un enorme valore nel portare anche altri progetti finalisti nel mondo.”
La risposta della comunità della stampa 3D a COVID-19 ha visto l’enorme numero di maschere facciali e scudi prodotti, nonché una varietà di altre innovazioni AM. Ingegneri, progettisti di prodotti e operatori sanitari di Helpful Engineering, ad esempio, hanno lavorato con volontari per stampare in 3D un ventilatore di emergenza progettato dall’esercito americano . Basato sull’originale del 1965, il team ha lanciato una raccolta fondi , con l’obiettivo di produrre in serie repliche dei “ventilatori altamente fabbricabili”.
Photocentric , produttore di stampanti e materiali 3D , ha ottenuto un contratto dal governo britannico per la produzione di oltre 7,6 milioni di schermi protettivi stampati in 3D . Destinato a combattere il virus in Gran Bretagna, l’accordo vedrà l’azienda con sede a Peterborough che utilizza la sua tecnologia di stampa 3D brevettata per produrre milioni di articoli di DPI ogni mese.
Nel frattempo il produttore italiano di supercar Lamborghini , ha diretto i suoi impianti di stampa 3D interni per produrre attrezzature mediche , al fine di combattere l’epidemia di COVID-19 in Italia. Utilizzando il suo dipartimento di ricerca e sviluppo, la casa automobilistica sostiene la compagnia di respiratori medici SIARE Engineering International Group , per progettare e produrre simulatori polmonari.
