Top story

Is 3D printen N95 maskers duurzamer en goedkoper dan inkopen in China?

OrthoShapes start met partners productie gepersonaliseerde 3D geprinte maskers

Highlights
  • Beter draagcomfort dankzij personalisatie
  • ISO 13485 gecertificeerd masker mogelijk
  • N95 maskers én filters hersteriliseerbaar
  • Volledige supply chain West-Europees
  • 85 miljard mondmaskers bij het afval

Wereldwijd belanden jaarlijks 85 miljard N95 maskers bij het afval. En de covid-19 pandemie heeft duidelijk gemaakt hoe zeer West-Europa afhankelijkheid is van Chinese fabrikanten voor medische beschermingsmiddelen. Kun je beide problemen aanpakken met gepersonaliseerde en lokaal 3D geprinte mondmaskers? Ja, denkt men bij OrthoShapes in Ede. Nog één laatste medisch certificaat en de productie kan in Nederland starten.


OrthoShapes ontwikkelt digitale workflow voor gepersonaliseerde FFP2 maskers; productie in Nederland

OrthoShapes is sinds Formnext 2019 distributeur voor de Canadese ShapeShift 3D software. De gepatenteerde algoritmes zetten 3D scandata geautomatiseerd om in een CAD-model en daarna in een STL-file waarmee het gepersonaliseerd product geprint wordt. S3D is eigenlijk een volledig digitale workflow voor gepersonaliseerde orthopedische ortheses en prothesen. Het Nederlandse en Canadese bedrijf hebben bij de uitbraak van de covid-19 pandemie snel geschakeld, met het OS3D One N95/FFP2 masker als resultaat.

Nauwkeurigheid gaat niet met quick deal

Eigenlijk dacht het team van OrthoShapes na de Coronalockdown en de berichten over tekorten aan mondmaskers snel een printbaar masker te ontwikkelen. “Toen we het eerste prototype gingen testen, bleek veel adem aan de zijkanten weg te lekken”, zegt Peter Ruijtenberg, accountmanager. “Dat is het probleem van veel maskers.” Terug naar de CAD-omgeving dus. Het team heeft gekozen om een mondmasker te ontwikkelen dat én medisch gecertificeerd is, minimaal de kwaliteit haalt van een FFP2 masker en gepersonaliseerd is, want alleen dan kun je de perfecte afdichting garanderen. “Liever een maand later met een goed en gecertificeerd masker dan snel met een product dat niet voldoet. Je krijgt maar één kans.” De ontwikkeling van het OS3D Mask is samen met ShapeShift 3D gedaan: In Ede is vooral aan het design gewerkt en de individuele processtappen, ShapeShift 3D heeft de software geschreven om de workflow te digitaliseren.

Peter Ruijtenberg: veiligheid hoort op de eerste plaats te staan. Op langere termijn zijn de gepersonaliseerde N95 maskers echter ook goedkoper en duurzamer.

3D printen en waterstraalsnijden

Het OS3D One masker bestaat uit enkele standaard elementen gecombineerd met een gepersonaliseerd maskerhuis. OS3D Mask is bedoeld voor zorgorganisaties, zoals ziekenhuizen en tandartsen. OrthoShapes maakt de scans. De software genereert van de scandata automatisch de STL-file voor zowel het gepersonaliseerde masker en een binnenring, de onderdelen die 3D geprint worden. De software zet de scandata daarnaast om naar een 2D uitslag voor de waterstraalsnijmachine die een siliconen ring precies volgens de contouren van het gezicht snijdt. Peter Ruijtenberg: “De binnenring houdt de siliconenbuitenring precies op de plaats.

Unieke feature ShapeShift 3D software

De clips waarin het filter zit hebben een standaardformaat, zodat de filters uit grote rollen gestanst worden. Bij deze clips gebruiken de ontwikkelaars een bijzondere feature van de ShapeShift OS3D software. Peter Ruijtenberg: “Dit soort software wikkelt vaak een 3D scan om het design heen, waardoor materiaaldikte kan gaan variëren. Bij de software van ShapeShift 3D kun je aangeven dat je bepaalde delen van de scan niet wilt vervormen, bijvoorbeeld het scharnier van een knieprothese omdat je voor dit deel alle sterkteberekeningen hebt gemaakt.” Bij het masker blijft de clip altijd perfect passend.

De prijs komt vaak op de eerste plaats. Dat zou natuurlijk veiligheid moeten zijn.

Peter Ruijtenberg
N95 maskers

Filter verwisselen

De clips zijn zo ontworpen dat je ze uit het mondmasker kan verwijderen zonder het masker aan te raken, zelfs zonder het masker af te doen. Doordat de clips qua formaat zijn gestandaardiseerd, kunnen de filters in massaproductie gestanst worden. Voor de goede afdichting komt er rond de clip een siliconen o-ring. Oceanz in Ede 3D print het maskerhuis uit PA12 met de juiste ISO certificering. De naam van de gebruiker wordt aan de binnenzijde van het masker meegeprint. Standaard worden de N95 maskers gemaakt met een ISO 9001 normering; de medische ISO 13485 normering kan ook. Dat heeft wel invloed op het aantal beschikbare kleuren. In de standaard versie zijn meer dan 700 kleurencombinaties mogelijk.

Personalisatie verhoogt draagcomfort

OrthoShapes wil met de gepersonaliseerde N95 maskers een aantal problemen tegelijk aanpakken. Het eerste is een kwalitatief goed masker voor zorgverleners. “Daarom kiezen we voor partners zoals Oceanz, die de juiste ISO certificeringen hebben, en gebruiken we alleen materialen met een medisch/ food-grade  certificaat”, legt Peter Ruijtenberg uit. Goed draagcomfort staat eveneens voorop, vandaar dat elk masker precies passend op het gezicht van de zorgverlener wordt gemaakt. “Doordat het huis de contour van het gezicht heeft en de siliconenrand een zeer lage shorewaarde heeft, sluit het masker perfect af en zijn er geen drukpunten. Dat verhoogt het draagcomfort en de veiligheid.” Ook bij de keuze van de verwisselbare filters heeft comfort vooropgestaan. Het filter houdt 99,8% van de bacteriën en virussen tegen een 99,5% van alle fijnstof. De luchtdoorlaatbaarheid ligt een factor vijf hoger dan bij wegwerp maskers.

Europese leveranciers

Bij de ontwikkeling van het masker is bewust gezocht naar West-Europese leveranciers van de grondstoffen. “We willen voorkomen dat er leveringsproblemen ontstaan doordat bijvoorbeeld grenzen dichtgaan of supply chains onderbroken raken.” Ondanks dat elke leverancier en partners de juiste certificaten moet overleggen, kiest men ervoor om het OS3D One masker ook nog eens in Nederland te laten testen door een instantie die het RIVM stempel mag voeren. “We willen zelf kunnen aantonen dat het in Nederland is goedgekeurd.”

Duurzaamheid een van de drijfveren achter de ontwikkeling van de geprinte N95 maskers

Mass customization en duurzaamheid

Want hoewel de aanleiding voor de ontwikkeling van het masker de covid-19 pandemie is, stapt OrthoShapes voor de lange termijn in deze markt. Mass customization van medische hulpmiddelen is niet de enige drijfveer. “Duurzaamheid is een andere”, zegt Peter Ruijtenberg. “Wereldwijd belanden dit jaar 85 miljard N95 maskers bij het afval na gebruik. Een gemiddelde ziekenhuismedewerkers verbruikt er tot wel tien op een dag.” Dat probleem wil men aanpakken doordat alle onderdelen, inclusief het filter, opnieuw gesteriliseerd kunnen worden, zo’n 100 keer.

Lagere Total Cost of Ownership

Dat heeft eveneens een positieve uitwerking op de Total Cost of Ownership : de terugverdientijd ligt bij intensief gebruik op enkele maanden. Een zorginstelling met 500 medewerkers kan op jaarbasis fors besparen ten opzichte van de huidige prijs van N95/FFP2 wegwerpmaskers. “De prijs komt vaak op de eerste plaats”, zegt Peter Ruijtenberg op. “Dat zou natuurlijk veiligheid moeten zijn. Wij vinden daarnaast het reduceren van het afval en het verbeteren van het product zodat het meer draagcomfort biedt, ook belangrijk. We willen met het OS3D masker een groene oplossing bieden die beter zit. Zonder dat bedrijven hier meer geld kwijt aan zijn dan normaal op jaarbasis”

Back to top button

Gratis abonnement op nieuwsbrief en kwartaal magazine

Schrijf je in voor onze wekelijkse e-mail nieuwsbrief, je ontvangt dan tevens elk kwartaal 3D Print magazine, in print of pdf.

 

Kijk hier en lees wat je mag verwachten

You have Successfully Subscribed!