3D 프린팅으로 코로나19 PPE 부족 해결: 마스크, 페이스실드, 호흡기 부품

코로나19 확산으로 의료 장비·개인 보호구(PPE) 부족이 심각해지자, 연대와 혁신으로 수많은 솔루션이 등장했습니다. 3D 프린팅 분야에서도 엔지니어, 소재 제조사, 의료 전문가가 협력해 PPE 설계, 호흡기 밸브·커넥터·보조 호흡기 프로토타입 개발로 부족분 해소에 나섰습니다.

또한 메이커 커뮤니티가 자발적으로 프린터 가동. 스페인 Coronavirus Makers 플랫폼(수천 명 자원봉사), 독일·이탈리아·칠레·아르헨티나·콜롬비아 등 유사 조직 결성.

아래는 기업·단체가 무료 공개한 보호구·의료 기기 설계(STL)로, 거의 모든 FDM 프린터로 출력 가능.

※ 일부 모델은 보건 당국 인증 미취득. 국가·지역별 인증 요건 상이함.

마스크(Face Masks)

각종 플랫폼·기업 페이지에서 다양한 마스크 설계 공유. 필터 장착 전까진 단순 물리적 차단막 역할. 감염자 착용 시 전파 억제 효과.

Copper3D 팀이 개발한 나노핵(NanoHack) 마스크 설계 공유. 최신 나노핵 2.0은 일체형 강밀폐 구조, 항균 필라멘트(PLActive, MDFlex) 필수.

• PLActive: 재활용·생체적합 폴리머 + 구리 나노복합체 → 항균성 입증
• 수술용 마스크와 동일 소재(부직포 폴리프로필렌) 필터 사용
• 3중 부직포 필터 권장 → 1µm 미생물 96.4%, 0.02µm 89.5% 여과 효율

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페이스 실드(Face Shields)

수많은 모델 중 Prusa 설계가 체코 보건부 검증 통과. 최종 RC1, RC2 두 버전 공개.

3D 출력 강성 프레임 + 0.5mm PETG 시트(투명 아세테이트 대체 가능) 조립. RC1: 동시 출력 수량↑, RC2: 보호성·착용감↑.

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출력: PETG 30% 인필 권장(PLA, ABS 가능). 의료기관 납품 전 차아염소산나트륨 50:1 희석액 침지 소독 → 물 세척 필수(간접 감염 방지).

호흡기 & 밸브(Respirators & Valves)

자체 호흡기 부족으로 다수 엔지니어 그룹이 3D 프린팅 부품으로 프로토타입 개발.

• 바르셀로나 자유무역지대 컨소시엄 + HP, Leitat, SEAT: 자동차 와이퍼 모터 활용 OxyGEN 호흡기 개발. 파르크 타울리 병원 전문가 검증 완료. 확장 생산 가능.
• Copper3D “H” 커넥터: 1대 호흡기 다인용 어댑터. 데드 스페이스 최소화, 누기 방지. PLActive 출력 권장(항균·생체적합).

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병원에서 부족한 벤투리 밸브(Venturi Valve)(호흡기 산소 농도 조절) 설계도 공개. Cults 플랫폼 등에서 다운로드 가능.

Cults STL 다운로드

기타 비접촉 도구(Other Devices)

일상 간접 접촉(문손잡이, 엘리베이터 버튼 등) 감염 예방 도구.

• StopCovid-19 링: 스위치·버튼 비접촉 누르기 링. Cults에서 STL 제공.
• Materialise 도어 핸들 어댑터: 손 안 대고 문 열기. 원통·사각·원형 등 핸들 타입별 버전 무료 제공.
• LU-Touch: 문 개폐 + 버튼 누르기 통합 도구. Thingiverse 무료 STL, 기성품 구매도 가능.

Cults STL 다운로드

Materialise STL 다운로드

Thingiverse STL 다운로드

사용 후 소독 필수. 손 씻기·얼굴 만지지 않기 등 기본 방역 수칙 병행.

전용 소재(Specific Materials)

PLActive, MDFlex: 항균·항바이러스 특성으로 PPE, 호흡기 확장 장치·밸브 출력에 권장.

일반 소재(Common Materials)

생체적합·항균 불필요한 실드·밸브엔 PLA, PETG 등 범용 소재 사용 가능. 유연 필라멘트(Flexfill, FilaFlex)는 강성 부족으로 비권장.

위 무료 파일과 소재로 FDM 프린터 보유 누구나 팬데믹 대응에 동참 가능.