長時間講話專用3D列印口罩支撐架
■享印學堂 / 賴信吉
前言
近日新型冠狀病毒(COVID-19)影響到很多人的工作生活，除旅遊觀光業及娛樂業首當其衝外，教育業也受到很大的影響，很多外聘講師的課程也因此被刪減許多。作者從事課程講師之職位需要長時間講話，戴著口罩講課約一個小時就有明顯不適，感受到嘴巴不斷咬到口罩內層，口水濕氣變多造成呼吸困難。
為協助在防疫期間「仍需要不停講話的工作人員」，讓他們戴口罩也能舒適地講話，作者透過用3D列印發明這個「長時間講話專用3D列印可重複塑型之口罩支撐架」，並將3D圖檔開源共享在國際網路3D列印平臺(Thingiverse.com)，為需常講話的全球工作職人盡一份心力。
3D列印口罩支撐架模型下載網址：https://www.thingiverse.com/thing:4290152
口罩支撐架簡介
口罩支撐架的目的是為增加嘴巴與口罩間的距離，且可以在支撐架上面固定一片吸水性高的化妝棉，有效吸收我們在講話時所帶來的口水濕氣。除了在長時間講話的時候比較不會讓嘴巴與口罩一直摩擦，還可以減少口罩本體附著水氣，延長口罩使用時間，減緩講話時所帶來的不適感。此外，由於口罩支撐架是放在口罩之內層，使用者外表上不會有明顯不同於其他人戴一般藥用口罩外觀上的差異，因此也比較不會讓其他人感到特別顯眼，相較於其防疫面罩或者防毒面具，都更為舒適、美觀與低調，更適合一般大眾之使用。
3D列印最大特色
我們利用3D列印開發口罩支撐架並將其3D模型檔案分享在網路，跟過去射出成型的量產方式相比，其最大之優點在於供貨之即時性和臉型之客製化。當新型冠狀病毒疫情一旦爆發，所有國際間交通運輸瞬間停擺，許多國家鎖國又封城，工廠產線所需的材料也都短缺，射出成型專用的產品根本無法生產，就算可以運作也要需要很長時間才能復工，此時如果家中如果有3D印表機就可以立刻下載3D列印口罩支撐架之模型，為自己與家人生產列印。作者在所有廠商在網路上都尚未販售口罩支撐架時，我們就早已經開始小量生產，並贈送給各校講師或有需求之工作人員。
此外，射出成型有一項完全無法取代3D列印生產方式，就是在造型上面的結構變化及客製化需求，3D印表機可以列印出符合人臉之仿生造型，還可以針對不同臉型大小做客製化設計，如果射出成型機臺要達到這些功能，其生產成本無法估計甚至根本也做不出來。另外，作者團隊所設計的口罩支撐架，所使用的材質是環保天然材質PLA（玉米澱粉），除安全無毒外，將它放在溫度約90度的熱水中就可以重新塑形，使用者可以在離開熱水後約5秒鐘內重新改變口罩支撐架之外型，達到臉型完全客製化需求，放在臉上也不太會有異物感，大人小孩都可以使用。
小量生產方式
在作者剛開始列印口罩支撐架時，也曾遇到良莠不齊的問題，列印出很多失敗產品，或者列印一個口罩支
撐架需要太久的時間。於是我們透過電腦輔助修改模型，在短短的幾天內就找到最佳的設計結構和列印方向，有效減少列印所需時間和提高結構穩定度。目前我們列印一個口罩支撐架只要40分鐘，如果在一個長寬各為14公分的小臺3D印表機列印，至少一次可以列印出5個口罩支撐架，作者的公司有4臺同款的小臺3D印表機，我們一個早上就可以做出20個口罩支撐架，下午之前就可以順利出貨，隔天20位使用者就可以馬上拿到，達到小量生產及時使用之需求。不過剛列印出來的3D列印產品，還是會有一些支撐材和表面粗糙的問題，需要透過打磨或者熱風等功能讓表面更加細緻，使用者在拿到產品之後也比較能夠接受。■
