蘭博基尼用3D打印生產呼吸機模擬器、防護服、口罩?3D打印為什麼有這麼大本事?

新冠疫情席捲全球,一向抗拒口罩的歐洲人也終於接受了口罩的重要性,防護用品極為搶手,有人推測,每天口罩的缺口大概在800萬隻左右,“一罩難求”的現象出現在了歐洲國家。

為了解決這個問題,全球3D打印愛好者成員們行動起來,俄羅斯動員了全國2000多名工程師和企業家,用3D打印生產口罩和呼吸器;智利一家公司,也研發出了3D打印銅口罩,據說防護級別能達到N95水準,捷克的Prusa Research 3D printers也發佈倡議,將公佈口罩和防護服設計的開源文件,讓所有3D打印愛好者都能參與到生產中來。

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除了口罩,在這次抗疫中,3D打印還有很多用途,蘭博基尼運用3D打印來生產呼吸機,中國的盈科科技研發出了可移動、高強度、封閉保溫的3D打印隔離屋。

那麼,3D打印到底是什麼?它跟我們常見的2D打印有什麼區別?為什麼會有這麼多功能?拿它來生產口罩,靠譜嗎?

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3D打印是什麼?

3D打印,通俗來說就是三維打印,專業領域稱為增材製造,3D打印並非是新鮮的技術,這個思想起源於19世紀末的美國,並在20世紀80年代得以發展和推廣。中國業內把它稱作“上上個世紀的思想,上個世紀的技術,這個世紀的市場”。

跟我們平常的打印的概念不同,我們平常打印都在平面上,而3D打印則突破了空間限制,拓寬到三維。但基本的工作原理跟2D打印是一樣的,都是分層加工。

3D打印跟2D打印的重要區別在於打印的材料上,普通打印的打印材料是墨水和紙張,而3D打印的常用材料則更加豐富,有尼龍材料、石膏材料、鋁材料、不鏽鋼等等,通過這些材料,3D打印就可以實現製造模型、工業設計,甚至直接製造一些產品。

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3D打印能用來做什麼?

那麼,這樣一種技術能用來做什麼呢?理論上,如果有材料,生活中所有常見的物品都可以通過3D打印製造出來。

例如,2013年時,維多利亞的秘密時裝秀上就展出了3D打印技術製作的服裝,超模Lindsay Ellingson穿戴著由3D打印機打印的一對翅膀、緊身胸衣和頭飾驚豔亮相;除了造衣服,3D打印還能用來造房,2019年。墨西哥農村地區引進了一臺巨型3D打印機,這臺機器在當地建造了兩棟房屋,之後還將計劃著建造48棟,墨西哥將稱為世界上最大的3D打印社區;除了實物,3D打印還可以直接製造披薩、蛋糕、糖果、麵包等食物,這些食物製造出來之後可以直接被食用。


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現在,3D打印還有一塊非常大的應用市場,就在醫學領域。3D打印可以生產人體假肢、韌帶、人工肺、仿生眼等等,從3D打印的植入物到複雜的醫學模型到實際的人體組織,3D打印在醫學行業的發展十分迅速。


3D打印生產口罩的弊端在哪裡?

說了這麼多3D打印的優勢,那麼,3D打印口罩到底靠譜不?品質和生產效率如何呢?

從品質上看,由於口罩和護目鏡要直接和皮膚、甚至皮膚黏膜密切接觸,對材料的要求是比較高的,這要求3D打印口罩的材料需要具備和皮膚長期接觸的資質,並且要經過檢驗無毒。雖然好的打印材料能達到N95或者KN95的防護級別,但是由於沒有統一的材料標準和定價標準,3D打印口罩仍然品質上良莠不齊。


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另一方面,3D打印能否支持量產也是重要問題,面對口罩大量短缺的情況,3D打印機大部分仍集中在企業裡,民間3D打印機較少,如果企業能實現量產,或許能緩解一部分口罩荒。但目前的情況並不樂觀,前段時間美國F-35部隊運用3D打印機生產口罩,45個小時只生產出4個N95口罩,除去技術、操作熟練度等因素,在捷克的Prusa Research 3D printers,在過去三個禮拜裡運用3D打印機加足馬力生產,產量也只有5.5萬個口罩。而中國比亞迪跨界生產口罩,一天的產量就達到了500萬隻,其他口罩廠商也有20萬的日產量。相比之下, 3D打印口罩的生產效率並不高,很難達到量產標準。

綜上,3D打印口罩或許是未來的解決方案,但在眼下,如何提高產能?如何降低價格?如何保證品質?是3D打印口罩所面臨的實際問題。

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