带过滤结构的TPU贴合面部防护面罩

　　日常作业与公共场景下的呼吸防护需求，始终围绕佩戴舒适度、过滤有效性、面部贴合度三个核心维度展开，这款面罩的三维结构设计，正是从实际佩戴场景的痛点出发完成的全链路结构落地。从实际使用场景来看，这类带过滤结构的面罩可覆盖粉尘作业环境短时防护、公共通勤场景日常防护、户外低浓度浮尘环境防护等多个使用场景，相比传统平面一次性防护面罩，其硬质支撑结构不会因为呼吸负压出现贴附口鼻的问题，长时间佩戴也不会造成呼吸受阻的不适感。

　　设计阶段首先敲定的是主体材质选型，热塑性聚氨酯也就是TPU材质的选用，一方面是利用其适中的邵氏硬度，既可以维持整体结构的支撑性，不会因为日常挤压出现不可逆形变，另一方面材质本身的亲肤属性可以降低长时间佩戴对面部皮肤的刺激，边缘位置做了0.8mm的薄化处理，佩戴时可以顺着面部轮廓产生微形变，填充面罩与面部之间的缝隙，无需额外添加海绵密封胶条也能实现较好的贴合密封效果，减少未经过滤的空气从边缘缝隙进入面罩内部的概率。

　　过滤端的结构设计采用了侧向格栅式进风布局，格栅条做了15度的倾斜角度设计，既可以阻挡大颗粒的飞沫、浮尘直接冲击内部滤材，延长滤材的有效使用时长，又不会过度增加进气阻力，格栅的间隙控制在2.5mm，既可以满足大流量进气的需求，又能避免较大的异物进入滤仓造成堵塞。滤仓内部预留了标准尺寸的滤材安装位，可以适配常规尺寸的熔喷滤片、活性炭滤片，用户可以根据不同的使用场景更换对应过滤等级的滤材，不需要更换整个面罩主体，降低长期使用的成本。

　　整体外形采用了贴合亚洲人面部轮廓的曲面设计，建模阶段参考了成年人面部三维扫描数据的平均轮廓，从鼻梁位置到下颌位置的曲面过渡做了连续曲率处理，鼻梁位置做了凸起的贴合结构，佩戴时可以顺着鼻梁两侧的弧度贴合，减少戴眼镜用户起雾的概率，下颌位置做了收窄处理，说话时不会因为下颌活动带动面罩移位。整体安装边界控制在120mm100mm60mm的范围内，不会过度遮挡面部视野，佩戴时侧面不会突出面部过多，日常佩戴不会因为剐蹭外物造成移位。

　　固定结构采用了两侧挂耳式的预留挂点，挂点位置做了加厚的应力分散结构，长期挂接耳带也不会出现应力断裂的问题，挂点的开孔尺寸适配常规宽度的弹性织带，用户可以根据自己的头围调整耳带的长度，适配不同脸型的佩戴需求。面罩整体做了薄壁化处理，主体壁厚控制在1.2mm，既保证了结构强度，又控制了整体重量，单面罩主体重量控制在15g以内，长时间佩戴不会对耳部和面部造成明显的压迫感。

　　从结构验证的角度来看，建模阶段已经完成了佩戴状态下的气流走向模拟，进气气流从侧向格栅进入后，会经过滤材均匀分散后进入面罩内部的呼吸腔，呼吸腔预留了足够的空间，口鼻位置和面罩内壁之间有15mm以上的间隙，正常说话、呼吸都不会出现内壁贴附口鼻的问题，呼气时的气流可以从滤材缝隙和边缘微隙顺利排出，不会在面罩内部形成明显的结露，提升长时间佩戴的舒适感。