STEM 方法製作防疫口罩 「Saving The Mask」

| 梁海成 | 21-03-2020 13:00 | |

藉 STEM 教育的目標,是利用科學方法解決生活中的難題;而近日本港面對的最大難題,必然是在疫情下,口罩嚴重短缺。擁有 STEM 教學經驗的幾位老師,早前便利用 STEM 知識及學校 STEM 實驗室設備,設計方法,能簡易製作可供防疫的口罩。方法即將以「Saving The Mask」的活動公開外,更有廠商願意投資大量生產,數碼港、智慧城市聯盟、學友社等不同機構亦全力支援,共同解決全球口罩荒。

左起: 梁偉健、袁思明、李偉康、李晉顥同學。

吸塑製作口罩 可供多次使用

作為「Saving The Mask」活動發起人,EGG Technologies 的李偉康(Alex)表示,活動初心是希望藉 STEM 知識教授學生疫情,例如︰製作 micro:bit 探熱器、3D 打印或紙摺口罩、拍攝防疫短片……  及後,參與其中的幾位老師,發現可利用 3D 打印製作口罩模具,再以吸塑機印製雙層口罩,並加入過濾層,不單製作過程簡單,在學校 STEM 實驗室也可完成,製成品的防疫效果也足夠供學生日常使用。

不過更重要是,這款以吸塑方式製作的口罩,原材料是可降解的 PETG 透明塑膠料,只需更換過濾層便可多次重用,有效節省口罩以至原材料,亦即是「Saving The Mask」的主旨︰節省口罩的浪費。

雙層式口罩 學生設計原型

此吸塑方式製作的口罩分作三個部分:內層、外層及夾層的過濾膜,而用戶只須更換過濾膜,即可實現多次重用。Alex 指出過濾膜僅需醫護口罩的十分一,便可達到相同效果,因此便可節省製作材料。他更表示,若因原材料緊張至未能訂購,用戶亦可以將醫護口罩剪細代替。

此外,口罩除了由 EGG Technologies 的老師們構思外,原型原來更是中學生 STEM 作品,是由現就讀中五的李晉顥同學(Angelo)設計。Angelo 指口罩的設計,最重點是鼻樑部分,因為人類鼻樑有高有低,設計時必須較為寬鬆以迎合較多人使用。

動手製作吸塑方式口罩

吸塑方式口罩的製作方式很簡單,只須校內 STEM 實驗室備有 3D 打印機及吸塑機即可完成製作。雖然現時,吸塑機還未是多數學校 STEM 實驗室的配備,惟初級型號價格不算太貴,學校添置、或自行製作也不會構成太大問題。

1. 將下載回來的口罩設計圖,利用 3D 打印機製作模具。「Saving The Mask」3D 打印檔案在此

利用 3D 打印機,作出口罩的模具。

打印口罩模具。

2. 將模具放到吸塑機,開始製作內罩口罩,厚薄則沒硬性規定,建議是 0.5mm。

將模具放到吸塑機,開始製作內罩口罩,厚薄則沒硬性規定,建議是 0.5mm。

3. 重覆步驟 2,製作外層口罩,顏色則隨意。

重覆步驟 2,製作外層口罩,顏色則隨意。

4. 在口罩過濾膜放置位上鑽穿四個透氣洞。

在口罩過濾膜放置位,上鑽穿四個透氣洞。

5. 剪出兩層口罩。

分別剪出兩層吸塑口罩層。

6. 在口罩兩邊以打窿機打窿。

7. 繫上掛繩。掛繩一般針織舖均有售。

繫上掛繩。掛繩一般針織舖均有售。

8. 內層口罩鼻樑位置,則上軟貼,增加舒適性。

內層口罩鼻樑位置,則上軟貼,增加舒適性。

9. 完成品,之後在只需貼上過濾膜,便可戴上。

完成品貼上過濾膜,便可戴上。

工廠批量生產 符合國家規格

另一方面,擁有多年包裝設計經驗,Many Thinks Dev. 的袁思明(Anthony)經過 Alex 的介紹後,認為吸塑方法只須稍加改善,即可以實現大量生產,於是將原來只適用於學校 STEM 實驗室的製作過程,改良為工廠生產模式,並找來國內廠家大量生產。Anthony 估計,單單只須一組機器,每日即可生產高達二萬套口罩。另一參與的商家 IoT Solution 的梁偉健(Kenny),亦協調為吸塑方法生產的口罩,在國內取得「中國 GB 2626(2006)」的認證,證明口罩符合多次重用的規格。

公開製作方法 冀擴口罩生產

除取得中國國家認證外,Alex 亦有為吸塑方法取得全球專利權。不過 Kenny 則指,申請專利權旨在保障科學研發,口罩的設計圖仍是會公開,以供其他人下載修改使用,主因是活動目的是解決口罩短缺問題,而愈多人參與製作,則愈能擴大口罩數量。

惟 Kenny 也明確指出,若有企業希望透過吸塑方法生產口罩,將需簽署承諾,日後每生產一個口罩,將捐出相等約港幣 0.2 元的金額予當地醫護機構,以支援抗疫工作。Anthony 也補充,是次生產的口罩也非為牟利,是希望推廣吸塑方法,令學校明白到只須透過校內已有的 STEM 設備,簡單便可製作口罩。

多方支援 共抗疫情

「Saving The Mask」的理念是希望一般人或學生使用吸塑方法製作的口罩,將較高防護的醫護口罩留給醫護人員使用,因此除學界商界以外,亦需要多方面的合作。現時,數碼港及智慧城市聯盟便在政府層面為活動提供支援,而多年來服務學生的學友社則會將方法在學界全力推推廣,並將安排學校工作坊,教導學生吸塑方法製作口罩的流程。Kenny 更表示,現時也有不少商界機構對活動表達支持意向,共同對抗新冠肺炎疫情。

 設計師袁思明表示,此可重用口罩是針對 PM0.3 微細顆粒而設計,能隔絕 94%以上PM0.3 的顆粒,目前正在申請GB 2626-2006認證,預計產量 1 日可生產 2 萬套。首批可重用口罩套裝包含一個口罩,以及 60 個濾芯,可以足夠學童一個月使用 。

廠方表示,此口罩的預售價 $45 連濾芯,之後發售的建議零售價為 $68。學生優惠價則 $36,預計 4 月底推出市面。

完成品。Saving The Mask 亦同時計劃推出可重用口罩套裝,套裝包含一個口罩以及 60 個濾芯,可以足夠學童一個月使用,預售價 45 元。

Source:ezone.hk

Page 1 of 21