Pracownia Sprzętu Ochrony Układu Oddechowego - Projekty
Wykaz Projektów
Streszczenie

Opracowanie metody projektowania elementów konstrukcyjnych obuwia ochronnego oraz masek i półmasek twarzowych z wykorzystaniem cyfrowego odwzorowania wymiarów antropometrycznych.

Kierownik projektu: mgr Krzysztof Makowski

Streszczenie projektu:

 

Celem głównym projektu była poprawa bezpieczeństwa i komfortu użytkowników obuwia  o cechach ochronnych oraz części twarzowych sprzętu ochrony układu oddechowego, tj. masek  i półmasek poprzez dopasowanie konstrukcji wyrobów do wymiarów antropometrycznych użytkowników.

Celami pośrednimi projektu było: sprawdzenie możliwości wykorzystania skanera 3D do rejestracji wymiarów antropometrycznych stóp i twarzy użytkowników, opracowanie na ich podstawie modeli obuwia i części twarzowych sprzętu ochrony układu oddechowego oraz przeprowadzenie oceny parametrów ochronnych i użytkowych ww. modeli, a także dodatkowo obuwia wyposażonego we wkładki anatomiczne.

Na podstawie przeprowadzonych badań antropometrycznych z uwzględnieniem średniej dla populacji spośród ratowników górniczych i straży pożarnej wytypowano uczestnika badań, dla którego wykonano skany 3D twarzy oraz stóp. Następnie dokonano wyboru środków ochrony indywidualnej w postaci obuwia i sprzętu ochrony układu oddechowego w postaci części twarzowych przeznaczonych do modyfikacji polegającej na dopasowaniu tego sprzętu do kształtów twarzy  i stóp uczestnika badań. Następnie przeprowadzono skanowania 3D wytypowanych części twarzowych i transformację uzyskanych skanów 3D do formatu typu CAD oraz dopasowanie do wymiarów twarzy użytkownika. Na podstawie uzyskanych danych wykonano wydruki 3D z materiału o zbliżonych właściwościach do zastosowanego w oryginalnych wyrobach. Wykonano także obuwie dopasowane do wymiarów uzyskanych na podstawie skanowania stóp uczestnika badań.

 

Projekt  III.P.19. Porównanie formy korpusu półmaski dopasowanej do kształtu twarzy uczestnika badań z oryginalnym elementem dostępnym komercyjnie, 1 – element oryginalny – skan korpusu półmaski dostępnej komercyjnie; 2 – forma korpusu półmaski dopasowanej do kształtu twarzy użytkownika

 

Opracowane modele części twarzowych okazały się bardzo dobrze dopasowane do twarzy użytkownika, nie powodowały odgnieceń ani podrażnień skóry, co miało znaczący wpływ na wzrost komfortu użytkowania całej ochrony.

Poprzez zmianę materiału, z którego wykonano wydruki 3D korpusu półmaski wyeliminowano również nieprzyjemny zapach obecny w poprzedniej wersji modelu. Opracowane w toku realizacji projektu modele półmasek spełniły wszystkie wymagania normy EN 140:1998.

W przypadku oceny komfortu użytkowania obuwia roboczego obuwie było dla użytkownika bardziej komfortowe, przede wszystkim w teście schodów, gdzie uczestnik wykonywał bardziej skomplikowane czynności biomechaniczne stopy (zginanie w śródstopiu, palcach, stawie skokowo-goleniowym). Fakt ten świadczy o prawidłowej elastyczności obuwia oraz dobrym dopasowaniu wymiarów obuwia do stopy.

Ponadto stwierdzono, że zastosowanie wkładek anatomicznych przyczynia się do poprawy komfortu użytkowania obuwia, umożliwia lepsze dopasowanie obuwia do cech osobniczych użytkownika, przy czym nie powoduje żadnych utrudnień w poruszaniu się i przyczynia się do eliminacji wcześniejszego dyskomfortu związanego z użyciem danego obuwia. Podsumowując uzyskane wyniki, można stwierdzić, że zastosowanie wkładek dostosowanych indywidualnie do kształtu stopy umożliwia zmniejszenie ciśnienia maksymalnego podczas chodu oraz ograniczenie nacisku miejscowego na stopę Ma to szczególne znaczenie w przypadku pracowników, którzy skarżą się na ucisk w wybranych obszarach stopy.

Na podstawie przeprowadzonych badań oraz wcześniejszych doświadczeń związanych z projektowaniem środków ochrony indywidualnej, opracowano:

-       trzy dokumentacje konstrukcyjne dla wytworzonych modeli półmaski, maski i obuwia

-       materiały informacyjne dla producentów obuwia ochronnego oraz masek i półmasek twarzowych w zakresie projektowania wyrobów z wykorzystaniem skanera 3D

-       dokumentacje technologiczną metody projektowania obuwia, półmasek oraz masek twarzowych w wykorzystaniem techniki skanowania 3D.

Wyniki upowszechniono w 1 publikacji w czasopiśmie o zasięgu międzynarodowym, 4 –  o zasięgu krajowym, 1 monografii oraz na 2 konferencjach międzynarodowych.

 

Materiały informacyjne dla producentów obuwia ochronnego oraz masek i półmasek twarzowych w zakresie projektowania wyrobów z wykorzystaniem skanera 3D.
Autor: mgr inż. Krzysztof Makowski
2016 r.


Jednostka: Pracownia Sprzętu Ochrony Układu Oddechowego

Okres realizacji: 01.01.2014 – 31.12.2016