Premier visage :protection nasale en Kevlar® avec Markforged

Présentation

Vous souhaitez en savoir plus sur la fibre aramide à base de Kevlar® de Markforged ? Consultez cette page !

Il y a un mois, je me suis cassé le nez. Je n'entrerai pas dans les détails, mais il serait prudent de dire que mon visage a eu une rencontre brève et douloureuse avec une piste de ski glacée dans le Vermont. La doublure argentée des blessures au nez est qu'elles guérissent assez rapidement; J'étais à nouveau fonctionnel après environ deux semaines de repos et de relaxation. Cependant, fonctionnel ne signifie pas structurellement sain. Le nez (comme tout autre os) met environ six semaines à guérir lorsqu'il est cassé. Pendant cette période de quatre semaines, j'étais dans un état précaire :en assez bonne santé pour être actif, mais aussi incapable de prendre le moindre contact physique avec le nez. Cela signifie pas de sports de contact (le football pour moi) ni d'activités à risque. Pour protéger les nez fragiles des contacts accidentels, de nombreuses entreprises vendent des masques de protection en polycarbonate coûteux. J'ai décidé d'imprimer le mien.

Exigences relatives au masque

Mon masque facial a deux exigences réelles :s'assurer que rien ne touche mon nez réel et être aussi peu intrusif que possible. Empêcher tout contact sur mon nez se résume à la répartition de la force - la physique stipule que la force dirigée vers le visage doit être appliquée quelque part. La clé est de contrôler où elle est appliquée. Sur un masque réussi, le plastique est rigide et résistant aux chocs, distribuant immédiatement toute la force aux coussinets de contact du visage sur mes pommettes et mon front. La partie imprimée du masque ne doit pas toucher directement mon visage, car l'Onyx seul serait inconfortable. En plus d'être en sécurité pendant que je joue, je veux que le masque interfère le moins possible avec ma capacité à jouer au soccer. Par conséquent, le masque doit être léger, bien ajusté et ne pas altérer la vision en plus d'être résistant aux chocs.

Conception

Lors de la conception de ce masque, je n'avais pas de dimensions de visage empiriques sur lesquelles baser ma CAO. J'ai donc mesuré les dimensions critiques de mon visage avec des étriers et j'ai basé la forme générale du masque sur les coupes transversales de la tomodensitométrie que j'avais de mon nez. Après quelques itérations, j'ai opté pour un contour du visage qui s'adapte bien tout en laissant un dégagement de 5 mm par rapport à mon nez. En variant les rayons des profilés supérieur et inférieur, j'ai veillé à ce que le matériau de support s'imprime sur le lit (et non sur le dessus de la pièce elle-même. J'ai découpé deux grandes fentes pour les yeux, en veillant à laisser suffisamment de matériau pour recouvrir entièrement le pont intérieur de mon nez.

Après avoir réfléchi aux matériaux avec lesquels imprimer le masque, j'ai opté pour l'Onyx et le Kevlar. Le Kevlar est une fibre spécialisée qui présente une excellente résistance aux chocs avec presque aucun risque de défaillance catastrophique. Bien que la fibre de carbone soit plus rigide et plus résistante, j'ai découvert qu'un masque renforcé de Kevlar surpasserait le masque en polycarbonate tout en étant moins susceptible de tomber en panne de manière catastrophique qu'un masque renforcé de fibre de carbone continue. Afin de réduire les risques d'accrochage du masque le long des lignes de calque, je me suis également abstenu d'ajouter des fibres le long de l'arête de mon nez. Cela a augmenté sa force d'adhérence de la couche sans compromettre sérieusement les autres aspects physiques du masque.

Pour tenir le masque sur mon visage, j'ai acheté deux bandes Velcro élastiques bon marché et je les ai montées sur le masque à mi-impression. Ils tiennent fermement le masque sur mon visage sans être inconfortables. À l'aide de Loctite 401, j'ai collé des coussinets en mousse au coin du masque.

Tests

Jusqu'à présent, j'ai joué deux fois avec le masque. Pendant ce temps, j'ai été frappé plusieurs fois dans et autour de mon visage sans aucun problème. Je suis capable de fonctionner la plupart du temps normalement - à deux exceptions près :le masque m'empêche d'utiliser la vision périphérique pour regarder vers le bas et le masque compacte suffisamment les muscles de mes joues pour qu'il soit un peu difficile pour mes yeux de se concentrer. Ni l'un ni l'autre n'est un problème grave (bien que cela rende plus difficile le dribble d'un ballon de football) et je prévois de le porter jusqu'à ce que je sois autorisé à faire des exercices de contact complet.

Dupont™ et Kevlar® sont des marques et des marques déposées de E. I. du Pont de Nemours and Company