[发明专利]3D技术生产的口罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种用3D技术打印的口罩, 尤其是一种与面部轮廓面相适应、舒适及满足个性化、多功能需求的口罩。 

  

背景技术

随着我国经济发展, 环境破坏, 沙尘暴、雾霾等环境事件日益频繁。据环保部门最新统计，目前，我国一些大城市的灰霾天数，已经达到全年的30%以上，有的甚至达到全年的一半左右。2013年4月2日,《纽约时报》在报道中说，根据一份名为《2010年全球疾病负担评估》的报告，“环境颗粒污染”已成为饮食风险、高血压与吸烟之后的第四大致命因素, 2010年中国约有120万人因户外空气污染而过早死亡。佩戴口罩是防护诸如雾霾、沙尘、汽车尾气等环境颗粒污染最有效的手段。同时, 防止病毒传播、防寒保暖等, 也需佩戴口罩。口罩已成为人们生活的必需品。 

根据中国纺织品商业协会提供的数据，2012年防尘功能口罩在工业领域的销售量为4.2亿只，而防毒功能口罩在医用领域的销售量为1100万只。由于口罩的需求量、人群巨大，对口罩种类和功能的需求多样，也由于人们佩戴口罩的日常化, 产生了对口罩的个性化、审美需求。 

然而, 目前市场上销售的口罩并不能满足人们的需求。2013年8月6日，上海市劳动防护用品质量监督检验站，对市场上销售的17件口罩的过滤效率、（总）泄漏率、吸气阻力、呼气阻力等关键性指标进行了测试。 

过滤效率, 也即口罩对尘埃和微粒的滤过性能、口罩对细菌、病毒等微生物的滤过及抑制杀灭性能，指在规定的检测条件下，口罩可以滤除颗粒物的百分比，是口罩性能的基本指标。抽查发现，有7件样品的过滤效率大于90%，过滤效果较好；8件样品低于50%，最低的仅为6.5%。 

口罩的过滤效率再高，但佩戴密合不好，也无法提供有效的防护，因此口罩的（总）泄漏率,也即口罩与人脸部的密合性能，同样是一项关键的技术指标。除2件样品因尺寸过小，无法做此项目测试外，其余15件样品经检测，有5件样品（总）泄漏率小于10%，防护性能较好；6件样品大于50%。 

口罩的吸气阻力和呼气阻力，会影响到消费者的使用感受。本次检验的17件样品中，除2件样品因尺寸过小而无法做此项目测试外，其余15件样品经检测，吸气阻力数值从26帕到274帕不等，呼气阻力数值从21帕到119帕不等,各类产品的差别巨大。 

3D打印是增材制造技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属, 塑料、矿物、纤维等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术具有可以对产品进行个性化定制、模型修改成本小、不因物品复杂程度增加成本、材料多样、材料可无限组合、可以无缝打印，连接功能更强大等优势。与传统的口罩相比，3D打印口罩具有口罩与面部轮廓密合性更好，口罩泄漏率低，佩戴更舒适等特点。 

发明内容

本发明提供一种口罩，该口罩主体（1）由3D打印打印机打印, 能提高口罩与面部密合性,极大降低口罩泄漏率；能改善用户佩戴感受，提高佩戴舒适性；同时能满足用户个性化及审美需求。 

为了提高口罩与用户面部相适应性，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过对用户一张或多张照片的处理、对用户面部三维扫描、摄像或其它途径获取用户面部三维特征；通过三维建模软件，建立用户面部三维数字模型；通过三维建模软件,对用户面部三维模型和用户设计或选定的口罩模型进行比较，调整口罩设计模型，直至与面部模型吻合。 

为了改善用户佩戴感受，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

1.       调整口罩设计模型，直至口罩轮廓与面部轮廓相适应；

2.       口罩模型设计中，口罩主体（1）设计一定面积的孔隙（洞），减小改善口罩吸气和呼气；

3.       口罩贴合面部的部分, 可以在口罩里层增加面部感受舒适的面料层。

为了满足用户对口罩功能多样化的需求, 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在口罩三维模型的设计中, 三维模型包含能镶嵌、悬挂、粘贴或绑定可更换的功能片（体）的结构。功能片（体）可以为活性炭滤片、无纺布滤片或其他功能滤片。 

为了满足用户个性化及审美需求，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

1.       指导用户使用三维建模软件，建立个性化口罩三维模型；

2.       提供口罩基础三维数字模型，指导用户在此基础上进行个性化创作。