Gliwice, Zabrze, Katowice, Rybnik – produkowanie przyłbic ochronnych w technologii druku 3D

Author: System Published at: 07.04.2020

Gliwice, Zabrze, Katowice, Rybnik – produkowanie przyłbic ochronnych w technologii druku 3D

Zapotrzebowanie na przyłbice ochronne dla personelu medycznego jest ogromne, tempo drukowania uzależnione od technicznych możliwości sprzętu, a chęci pomocy – nieograniczone! Już na każdym kampusie Politechniki Śląskiej – w Gliwicach, Zabrzu, Katowicach i Rybniku – pracują zespoły, które czuwają nad produkcją przyłbic przy wykorzystaniu drukarek 3D. W ten sposób społeczność akademicka odpowiada na apel władz Uczelni o zaangażowanie w walkę z koronawirusem.

Członkowie Wspólnoty Akademickiej Politechniki Śląskiej łączą siły w produkcji przyłbic ochronnych dla personelu medycznego. W wytwarzanie osłon za pomocą technologii druku 3D z dnia na dzień włącza się coraz więcej wydziałów Politechniki Śląskiej. W prace zaangażowani są nie tylko pracownicy, ale również studenci Uczelni, w tym członkowie studenckich kół naukowych.

Wydział Mechaniczny Technologiczny

Pierwsze działania pracowników i studentów Wydziału Mechanicznego Technologicznego obejmowały zastosowanie drukarek 3D do wykonania elementów przyłbicy ochronnej. Jednakże ze względu na to, że metoda ta jest czasochłonna, przeprowadzano również prace nad sposobem produkcji przyłbic bez konieczności korzystania z druku 3D. Opracowano alternatywną metodę, szybszą i tańszą. Działaniami, które pozwoliły na zwielokrotnienie liczby przyłbic, kieruje prof. Anna Timofiejczuk, Dziekan Wydziału
MT. Do akcji produkowania przyłbic włączyli się także: dr inż. Tomasz Machoczek, prof. Krzysztof Kalinowski i prof. Marek Wyleżoł, którzy również pracowali nad usprawnieniem procesu i jego skróceniem – obecnie po dokonanej optymalizacji druk zajmuje 1,5 godziny.

Z myślą o ekonomicznej i merytorycznej wartości materiałów testom podlegały zapięcia, szerokość taśmy i grubość elementów. Naukowcy Wydziału MT prowadzili ponadto prace nad projektem, modelem i prototypem przyłbicy ochronnej, która będzie wykonywana technologią wtrysku, co pozwoli na znaczne przyspieszenie produkcji i zwiększenie serii produkowanych osłon ochronnych. W tym zakresie
Wydział podjął współpracę z jednym z polskich zakładów przemysłowych. W przyszłości na stronie wydziałowej udostępnione zostaną również opracowane przez pracowników wersje przyłbic, którymi będą mogli zainspirować się wszyscy chętni.

Wydział Inżynierii Biomedycznej

Jedną z pierwszych jednostek uczelnianych, która nie pozostała obojętna na prośby kierowane przez szpitale o pomoc w pozyskaniu niezbędnego wyposażenia ochronnego, jest Wydział Inżynierii Biomedycznej.

Przyłbice powstają w laboratorium Katedry Biomechatroniki, a nad ich produkcją czuwa zespół w składzie: dr Sławomir Suchoń, dr Michał Burkacki, dr Wojciech Kajzer, mgr Grzegorz Gruszka, mgr Marek Ples oraz mgr Miłosz Chrzan. Materiały wyprodukowane na Wydziale Inżynierii Biomedycznej przed zapakowaniem są sterylizowane. Zespół opracował nowy zmodyfikowany pomysł na przyłbice, pozwalający na produkcję nawet 200 sztuk dziennie. W swoich działaniach uzyskali wsparcie zewnętrznych podmiotów – firmy Hanex z Dąbrowy Górniczej oraz firmy Laser z Gliwic, a także osób prywatnych, dokonujących druku odpowiednich elementów w swoich domach i przysyłających je na adres Wydziału. Przyłbice ochronne za pośrednictwem prof. Marka Gzika, Dziekana Wydziału Inżynierii Biomedycznej, trafiły m.in. do Pracowni Tomografii Komputerowej Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego nr 4 w Bytomiu, a także do Szpitala Powiatowego w Pszczynie.
Działania spotkały się z pozytywnym odbiorem w środowisku medycznym, a ze względu na ogromne zapotrzebowanie na środki ochronne produkcja przyłbic trwa nawet w nocy. W drukowanie i dystrybucję specjalnych osłon zaangażowali się także studenci z Koła Inżynierii Biomedycznej Biosoft, którzy dostarczyli już partię materiałów do Śląskiego Centrum Chorób Serca w Zabrzu.

Wydział Inżynierii Materiałowej

Prace nad produkcją środków ochrony osobistej ruszyły na Wydziale Inżynierii Materiałowej. W Katedrze Zaawansowanych Materiałów i Technologii oraz Katedrze Inżynierii Produkcji laboratoria zostały przystosowane do nowych wyzwań, tym samym przekształcając się w wydziałową manufakturę do produkcji przyłbic. O pracach poinformowały prof. Kinga Rodak, Dziekan Wydziału Inżynierii Materiałowej, oraz prof. Magdalena Jabłońska, Prodziekan ds. Kształcenia.

Pierwsza partia wydrukowanych materiałów trafiła do Zagłębiowskiego Centrum Onkologii Szpitala Specjalistycznego im. Sz. Starkiewicza w Dąbrowie Górniczej. Wśród beneficjentów działań na Wydziale znalazło się również Uniwersyteckie Centrum Kliniczne im. prof. K. Gibińskiego Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, Centrum Obsługi Studiów BOS w Katowicach oraz Oddział Kardiologii, Kardiologii Inwazyjnej i Chorób Wewnętrznych Samodzielnego Publicznego Wojewódzkiego Szpitala Zespolonego w Szczecinie. Planowane są dalsze realizacje dla kolejnych placówek medycznych.

Wydział Transportu i Inżynierii Lotniczej

Do produkowania elementów przyłbic ochronnych z wykorzystaniem drukarek 3D dołączyli pracownicy Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej. Prowadzone prace uwzględniają optymalizację procesu pod kątem zwiększenia wydajności wydruku. W planach są także działania związane z drukowaniem innych elementów ochronnych poprawiających bezpieczeństwo w walce z koronawirusem osób pracujących w służbie zdrowia.

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Do prowadzonych działań na rzecz zapobiegania rozprzestrzenianiu się COVID-19, związanych z zaprojektowaniem specjalnej bramy odkażającej pozwalającej dezynfekować kombinezony ochronne personelu medycznego, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki dołącza także drukowanie przyłbic ochronnych. Wytworzone osłony zostaną w pierwszej kolejności przeznaczone portierom pracującym w gliwickim kampusie Politechniki Śląskiej, którzy ze względu na wykonywany rodzaj pracy są narażeni na bezpośredni kontakt z innymi osobami, co zwiększa ryzyko zakażenia koronawirusem.

Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej

W Katedrze Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa od tygodnia na dwóch drukarkach 3D są drukowane elementy przyłbic ochronnych wykorzystywanych przez personel medyczny szpitali. Działania te wpisują się w inicjatywę prowadzoną przez inne wydziały Politechniki Śląskiej i są odpowiedzią na apel, aby zwiększyć produkcję przyłbic ochronnych.

Wykorzystywanie drukarek 3D będących na wyposażeniu Katedry wpisuje się także w inicjatywę #DrukarzeDlaSzpitali. Przyłbice są bardzo istotne ze względu na bezpieczeństwo, zarówno personelu medycznego, jak i pacjentów, i stanowią dodatkowy element ochronny przed infekcją COVID-19, ponieważ wirus może przenikać w postaci aerozolu przez nieosłonięte błony śluzowe oraz skórę powiek. Bariera w postaci przezroczystej osłony na twarz zmniejsza zarówno ryzyko zakażenia pochodzącego od chorego oraz potencjalnego przeniesienia zakażenia przez personel zajmujący się wieloma chorymi (wśród zainfekowanych chorych we Włoszech personel medyczny stanowił blisko 10%). Mimo ciągłego doposażania szpitali w sprzęt ochronny, jego ilość w przypadku dalszego niekontrolowanego rozwoju pandemii może okazać się niewystarczająca, stąd potrzeba dostępności tego typu materiałów. Ponadto, przyłbice powstają z materiałów, których można powtórnie użyć po odkażeniu środkami dezynfekcyjnymi przeznaczonymi do sprzętów medycznych. Ich konstrukcja jest lekka, a długotrwałe noszenie nie utrudnia znacząco pracy.

Pierwsza partia przyłbic ochronnych po testach i pozyskaniu odpowiedniego filamentu została przygotowana także w Katedrze Inżynierii Bezpieczeństwa.

Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki

Do akcji drukowania osłon ochronnych dołączył także dr inż. Piotr Czekalski z Katedry Grafiki, Wizji Komputerowej i Systemów Cyfrowych, wspierając inicjatywę „Śląsk drukuje dla medyków w koronie”, poprzez wytwarzanie elementów z tworzywa PET, które pozwala na termiczną dezynfekcję przyłbic. Standardy higieny są zapewnione także ze strony osób pracujących przy produkcji osłon – druk odbywa się w zamkniętym, monitorowanym kamerami pomieszczeniu, a pracownicy zakładają rękawice i maski.

Produkcję przyłbic ochronnych prowadzi także zespół pod kierunkiem prof. Damian Grzechcy z Katedry Elektroniki, Elektrotechniki i Mikroelektroniki. W skład zespołu wchodzi m.in. mgr inż. Krzysztof Hanzel, który przygotował projekt warstwowy przyspieszający bezobsługową produkcję 4 opasek jednocześnie. Do zespołu dołączył także dr inż. Gabriel Drabik, który drukuje przyłbice w miejscu zamieszkania.

Wykonane na Wydziale AEI fragmenty są szczelnie pakowane i przewożone do gliwickiego Młodzieżowego Domu Kultury, gdzie znajdują się siedziba koordynatora akcji – Gliwickiego Warsztatu Miejskiego – oraz miejsce składania i dystrybucji przyłbic. Góry i doły osłon są łączone z folią, która stanowi element ochronny. Następnie przyłbice są przekazywane służbom medycznym z Gliwic i okolic.

Centrum Wytwarzania Przyrostowego

Prace nad produkcją elementów ochronnych dla personelu medycznego usprawni także Centrum Wytwarzania Przyrostowego (CWP), w którym znajdują się drukarki 3D.

CWP, którego koordynatorem jest dr inż. Tomasz Stenzel z Katedry Informatyki Przemysłowej Wydziału Inżynierii Materiałowej, zostało zlokalizowane w Centrum Kształcenia Ustawicznego – filia Politechniki Śląskiej w Rybniku dzięki wsparciu dr. Zygmunta Łukaszczyka, Dyrektora CKU. W skompletowaniu sprzętu do Centrum pomogli prof. Tadeusz Wieczorek oraz prof. Albert Smalcerz z Wydziału Inżynierii Materiałowej, prof. Zbigniew Kaczmarczyk i mgr inż. Krzysztof Habelok z Wydziału Elektrycznego, a także firma WWnet. Materiały wykorzystywane do produkcji przyłbic ochronnych dostarczyli prof. Marek Gzik, Dziekan Wydziału Inżynierii Biomedycznej, Adrian Bochenek z firmy WWnet oraz Grzegorz Studziński, Broker Innowacji Centrum Inkubacji i Transferu Technologii Politechniki Śląskiej. Centrum Inkubacji i Transferu Technologii Politechniki Śląskiej na bieżąco koordynuje i analizuje możliwości uruchomienia innych aktywności wspierających przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się wirusa SARS–CoV-2.

Prace nad integracją drukarek 3D znajdujących się w CWP z lokalną siecią LAN przeprowadzili dr inż. Maciej Sajkowski z Wydziału Elektrycznego oraz mgr Krzysztof Lazaj, Dyrektor Akademickiego Liceum Ogólnokształcącego Politechniki Śląskiej w Rybniku. Wsparcia technologicznego udzielili dr inż. Paweł Gradoń z Wydziału Inżynierii Materiałowej oraz mgr inż. Miłosz Chrzan z Wydziału Inżynierii Biomedycznej.

Międzywydziałowo i solidarnie

Działania Politechniki Śląskiej wpisują się w szlachetną inicjatywę branży 3D – #DrukarzeDlaSzpitali. Równolegle wyrastają kolejne pomysły, a w skład zespołu tworzącego jeden z odpowiedników wyżej wymienionej akcji – „Przyłbice dla szpitali” – weszli również studenci z koła Silesian Greenpower. Świętujący w tym roku dekadę istnienia międzywydziałowy projekt Politechniki Śląskiej na co dzień koncentruje się na kreowaniu innowacyjnych bolidów wyścigowych, będących później przepustką do sukcesu podczas wyścigów Greenpower na najsłynniejszych torach Wielkiej Brytanii.

Tym razem jednak wszyscy włączają się w powszechny wyścig o zdrowie i życie. Technologia, medycyna, nauka i zdolność do empatycznego odczuwania zostają połączone w jednym, szlachetnym celu – a działania przeprowadzane na Politechnice Śląskiej pozwalają uznać, że choć sesja w tym roku może przybrać zupełnie nową formułę, to egzamin z solidarności i współpracy zakończy się sukcesem.

#PŚPomagamy