[en] DESIGN FOR ADDITIVE MANUFACTURING: DEVELOPMENT OF PPE FOR HEALTH EMERGENCIES

[pt] DESIGN PARA MANUFATURA ADITIVA: DESENVOLVIMENTO DE EPI PARA EMERGÊNCIAS DE SAÚDE

[pt] ROBERTO TAKAO YAMAKI

[pt] MANUFATURA ADITIVA

[pt] PROTETOR FACIAL

[pt] MASCARA

[pt] EQUIPAMENTO DE PROTECAO INDIVIDUAL

[pt] DESIGN E TECNOLOGIA

[en] ADDITIVE MANUFACTURING

[en] FACIAL SHIELD

[en] MASK

[en] PERSONAL PROTECTION EQUIPMENT

[en] DESIGN AND TECHNOLOGY

[pt] A pandemia de COVID-19 resultou em uma crise global de saúde pública nunca antes observada, impactando praticamente todos os aspectos da vida humana e catalisando a pesquisa em equipamentos de proteção individual (EPI). Com a falta desses equipamentos para os profissionais que atuaram na linha de frente, diversas iniciativas de fabricação local de EPI foram observadas utilizando manufatura aditiva como forma de amortizar a falta desses insumos tão valiosos. Este trabalho apresenta a contextualização da pandemia, com seus impactos não somente na população geral, mas principalmente no trabalho dos profissionais de saúde no Rio de Janeiro. Demonstra também as estratégias observadas em diversos locais do mundo para mitigar a falta de EPI, causada pela alta demanda e pelos interrompimentos nas cadeias de abastecimento. O trabalho apresenta as ferramentas e metodologias utilizadas na pesquisa e desenvolvimento de três EPIs, projetados utilizando a metodologia de pesquisa RtD para avaliar e documentar cada etapa e a manufatura aditiva como ferramenta fundamental para sua produção. A partir de diferentes tecnologias de impressão 3D, a pesquisa gerou inúmeros protótipos, que serviram para iterar o design dos três produtos: um face shield com tecnologia embarcada, voltado ao trabalho dos Agentes Comunitários de Saúde e duas máscaras de proteção respiratória que utilizam o tecido da máscara cirúrgica como mídia filtrante, além de ensaiar fabricação de filtros para máscaras utilizando uma máquina construída com ferramentas comuns e acessíveis. A tese detalha cada decisão projetual tomada ao longo do trabalho e reflete sobre a possibilidade de futuras pesquisas e aplicações da manufatura aditiva na área da saúde, no sentido de inovação e de fabricação não centralizada.

[en] The COVID-19 pandemic resulted in an unprecedented global public health crisis, impacting virtually all aspects of human life and catalyzing research on personal protective equipment (PPE). Due to the shortage of PPE for frontline workers, various local manufacturing initiatives emerged, using additive manufacturing as a way to mitigate the lack of these essential supplies. This work presents the contextualization of the pandemic, highlighting its impact not only on the general population but especially on the work of healthcare professionals in Rio de Janeiro. It also demonstrates strategies observed worldwide to address the PPE shortage caused by high demand and disruptions in supply chains. The work presents the tools and methodologies used in the research and development of three PPEs, using the Research through Design (RtD) methodology to evaluate and document each step, with additive manufacturing as a fundamental tool for their production. Using different 3D printing technologies, the research generated numerous prototypes, which served to iterate the design of the three products: a face shield with embedded technology aimed at Community Health Workers, and two respiratory protection masks that use surgical mask fabric as a filtering medium. The thesis details each design decision made throughout the work and reflects on the potential for future research and applications of additive manufacturing in the healthcare field, in terms of innovation and decentralized production. As an outcome, this work presents the beginning of research on the manufacturing of mask filters, using a machine built with common and accessible tools.

JORGE ROBERTO LOPES DOS SANTOS

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

JORGE ROBERTO LOPES DOS SANTOS

CLAUDIO FREITAS DE MAGALHAES

CLAUDIA BORGES E SOUZA PARAIZO

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

LEONARDO FRAJHOF

CARLO FRANZATO

2025-02-17

2024-09-27

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69401