استخدام مهارات التصميم من خلال تكنولوجيا تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في مواجهة جائحة كوفيد- 19
عمر عبدالوهاب خلف
قسم التصميم الداخلي
جامعة جيهان-اربيل
تعرف التكنولوجيا بأنها كائنات مادية وغير مادية ، تتشكل من خلال تطبيق العمل المفاهيمي والمادي من أجل تحقيق بعض الأهمية. يتكون مصطلح "التكنولوجيا" من مناهج تقنية ومهارات وعمليات وأساليب وأدوات. اما عند مشاركتها مع مصطلح أخر ، مثل "تكنولوجيا طبية" أو "تكنولوجيا الفضاء" ، فهذا يعني الشكل الرسمي لمعلومات وأداة المجال الخاص بها. كما و تشير "حالة تقنية الفن" إلى التكنولوجيا الكاملة المقدمة للبشرية في جميع المجالات.
في حين تمثل الهندسة الإجراء المستهدف لتصميم وصنع أدوات ونظم تقلل الإساءة لاستخدام التفردات الطبيعية للموارد البشرية المطبقة. ويحدد تطور ونمو التكنولوجيا من خلال الكثير من مجالات المعرفة ، بما في ذلك المعرفة العلمية والهندسية والرياضية واللغوية والتاريخية ، لتحقيق النتيجة العملية.
وفقًا لأحدث الأبحاث والمقالات ، هناك طرق عديدة لاستخدام هذه التقنيات في الوقت الحاضر:
أولاً - فريق من المهندسين المعماريين المختصين في الطباعة الثلاثية الأبعاد للطاقم الطبي لفيروس كورونا
تعاون العديد من المهندسين المعماريين المشهورين للمساعدة في إنتاج أقنعة واقية للعاملين في المستشفيات على الخطوط الأمامية للفيروس التاجي (COVID-19). النموذج الأولي للمهندسين المعماريين تم إنشاءه في استوديو باستخدام ملفات ثلاثية الأبعاد. يتم فيها استخدام ضغط قياسي ثلاثي الفتحات لعمل ثقوب في الدرع البلاستيكي بحيث يمكن تثبيته على القناع لتصبح دفاعًا ممتازًا وفعالًا للوجه.
تضمنت أهداف التصميم ما يلي:
• استخدام صفائح بلاستيكية بأقل قدر ممكن من التعديل.
• جميع الميزات قابلة للطباعة مع أحجام فوهة تصل إلى 1 مم وارتفاعات الطبقة حتى 0.5 مم
• الحماية بالتنقيط فوق العينين.
• قابلة للطباعة في أقل من 20 دقيقة.
• الحرص على ان لا توجد تفاوتات ضيقة تتطلب طابعات جيدة الضبط.
• الحرص على تصميم يعمل بشكل جيد بنفس القدر مع معظم المواد.
ثانياً: استخدم تقنية (هاك) الطباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل أقنعة سكوبا إلى مراوح
قامت الشركة بتحويل خط أقنعة الغطس بمساعدة مهندسين من معهد أبحاث إيطالي استخدموا قرصنة طباعة ثلاثية الأبعاد لتحويل المعدات. تم تطوير أجهزة التهوية بمساعدة المهندسين من معهد الدراسات لتكامل الأنظمة (ISINNOVA) في روما. وقد تم دفع المشروع بطلب كبير من الأطباء في مستشفى غاردون فال ترومبينا في منطقة لومباردي الإيطالية ، وهي واحدة من المناطق الأكثر تضرراً من الفيروس التاجي ، لمعالجة نقص التهوية.
صمم المهندسون في (ISINNOVA) مفهوم عمل الأقنعة من معدات الغوص في ديكاتلون وفي ثلاث ساعات ، من خلال إنشاء نموذج لوحدة تحكم مطبوعة ثلاثية الأبعاد حولت بفعالية المعالجة إلى غطاء تنفيس. وفي الحالات الشديدة من COVID-19 ، تلتهب رئتا المريض وتمتلئ بالسوائل مما يجعل من الصعب عليهم التنفس. هنا، يمكن أن يعني جهاز التنفس الصناعي الفرق بين الحياة والموت.
تضمنت أهداف التصميم ما يلي:
• الفكرة: سيوفر قناع الغطس حماية من الرذاذ ، ولكن الأهم من ذلك أنه سيسمح باستخدام سلسلة إمداد قناع كامل للوجه لتصنيع حل الوقاية الشخصية المؤقت.
• الهدف: إضافة جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد على منفذ التهوية لدرع قصبة التهوية. سيكون لهذا الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد مرفقاً مخصصاً يعمل كبديل قابل للتبديل لأنبوب التهوية والتنفس ، ويكون مرئياً على الحافة اليمنى من الصورة على يمين الشكل 2. كما ويمكن إضافة مرشح للملحق لتنقية الهواء. إن دمج مرشح قناع N95 لجزيئات 0.3 um في المرفق المخصص سيسمح للقناع بالعمل كدرع وجه بسيط ويوفر نفس المستوى من الحماية لعامل صحي طبي كمزيج من قناع N95 وكدرع حماية للوجه.
ثالثا – فريق المهندسين والمصممين الإيطاليين لعمل صمامات تنفس من خلال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد
في ظل مواجهة النقص في المعدات الطبية في شمال إيطاليا ، قام فريق من المهندسين والمصممين على وجه السرعة بطباعة مئة صمام تنفس لجهاز التنفس الصناعي لمرضى المستشفيات الذين يعانون من COVID-19. تربط الصمامات المرضى بأجهزة التنفس ، مما يوفر وسيلة دعم حيوية. ومع ذلك ، بعد نفاذ الأجهزة من مستشفى بريشيا وعدم قدرة الشركة المصنعة الأصلية على توريدها ، واجه فريق المتطوعين تحدي تصنيع مكونات طبية جديدة. تقدم فريق الإيطاليين وبدأ سباقاً مع الزمن لطباعة أكبر عدد ممكن من الصمامات. ومع ذلك، عندما طلب من الشركة المصنعة مخططات أولية للصمامات ، رفضت الشركة إصدار ملفات التصميم. و لكن بعد قياس الأجهزة الأصلية ، تم تحديد أبعاد المنتج وإنشاء نموذج أولي. أثبت النموذج الأولي نجاحه ، وتم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء إجمالي مئة صمام. استغرق كل جهاز حوالي ساعة للطباعة ثلاثية الأبعاد.
