當前，全球新冠防疫依舊形勢嚴峻，尤其在美國目前累計確診病例已經超過14萬例（據美國約翰斯·霍普金斯大學29日發佈的最新統計數據），上升至全球首位。同時，美國各州的防疫物資也頻頻告急，甚至曝出“各州搶防疫物資”“美醫務人員自曝稱像被送入屠宰場的羔羊“等令人驚愕的消息。
面對這一窘境，美國汽車工業巨頭福特、通用汽車、特斯拉們以及航空巨頭波音等都已“被迫”加入到生產前述設備的隊伍中。為了彌補緊急醫療物資的缺口，多家美國企業還採用了先進的3D打印技術，以加速轉產醫療防控物資。
為什麼是3D打印？
3D打印技術指的是以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。自2013年發展至今，3D打印技術越來越成熟，並廣泛運用在智能製造、醫療保健、教育、專業服務等多個領域。據IDC預測，2020年全球增材製造產值將達289億美元。
傳統大規模生產離不開人為組裝，3D打印憑藉3D一體成型的方式省去了組裝環節，也縮短了供應鏈，可以節省大筆勞動力成本和運費。同時，由於3D打印的特殊性，還可以進行現場實地打印，根據用戶需求，按照就近法則，實現零時間交付生產。
而對於疫情防控物資生產而言，這些優點正是恰到好處。作為一種特殊時期的應對措施，企業通過3D 打印能夠更靈活地實現轉產呼吸閥門、過濾器、面罩等應急物資，為跨界開闢了一條捷徑。
3D打印已成“救火隊長”
上週，特朗普開始援引《國防生產法》，“迫使”通用汽車履行（生產）呼吸機的聯邦合同。
根據美國上世紀50年代通過的《國防生產法》，總統有權要求私營企業生產國防相關產品，就此採取激勵措施，並可控制這些產品的經銷。
據特朗普的最近講話來看，波音、福特、霍尼韋爾、3M、Hanes等美國知名企業的工廠車間以及生產線都正在接受改造，以轉產呼吸機、防護口罩、護面罩和其他重要設備。
由此，在危急時刻，3D打印技術成為 “救火隊長”。
據福特介紹稱，該公司使用3D打印技術生產出了能夠抵禦新冠病毒的面罩，並已經運往密歇根州的當地醫院。截止29日，福特已經生產了75000個3D打印面罩，此後每週還將持續出貨10萬個面罩，以支援美國疫情危急的各州。
日本汽車製造商豐田也表示已為在北美開始生產兩批關鍵醫療器械的準備，以幫助一線員工復工。與福特一樣，豐田表示將開始批量生產3D打印面罩，並正在尋找合作伙伴以便開始生產口罩。該公司表示已經準備好開始生產口罩，但需要相應的合作伙伴來提供過濾器，以阻止病毒顆粒進入。
3D打印面罩
而波音早已將3D技術廣泛運用到飛機零部件的生產中，此次它其也將使用美國各地多處設施的3D打印設備來生產面部護具，以儘快幫助保護一線抗疫工作人員遠離被感染的風險。
按其生產計劃，初期目標是每週生產數千個面部護具，並逐漸提升產量。據波音介紹，波音在密蘇里州聖路易斯、加州埃爾塞貢多、亞利桑那州梅薩、亞拉巴馬州亨茨維爾、賓夕法尼亞州費城等城市都擁有增材製造機，只要這些設施尚能運行，且能夠滿足各級政府衛生指令和波音員工衛生安全要求，就將先期投入生產。此外，波音還承諾將提供世界最大貨機之一的“載夢者”飛機，用於向醫護人員運送重要急需物資。
硅谷一家3D打印公司Carbon也正在利用3D打印技術和合同製造商網絡，來生產醫療設備和設備零件，以幫助遏制和治療新型冠狀病毒肺炎。該公司的數字光合成技術和樹脂材料可用於多種零件的3D打印，包括面罩，測試拭子等。“通過動態生產零件（在許多情況下是本地生產）來克服供應鏈的挑戰，3D打印技術具有獨到的優勢。”該公司表示。
另一方面，檢測拭子匱乏是導致測試能力遇到瓶頸的原因之一。對用於檢測病毒的鼻拭子，Carbon 的設計師經歷了一個“漫長”的設計過程。他們在 72 小時內設計了 7 種不同的 3D 網狀結構。隨後在斯坦福大學醫學中心、哈佛醫學院等機構的幫助下，迅速驗證了其設計的可行性。
3 月 21 日，Carbon 已經將各類設計模型發送給其醫療合作伙伴進行測試。據Carbon 的聯合創始人 Joseph DeSimone透露，其中一個設計通過了斯坦福大學的舒適性和有效性測試，這一認可使其獲得了 FDA 的批准。本週他將通過該設計與另外一款優秀的設計相結合，以便研發出更好的拭子。
3D打印咽拭子原型
開放模型，3D打印助力分佈式生產
面對醫療防護物資極度缺乏的窘境，日前美國一些醫護人員已經開始自己製作口罩。例如，蒙大拿州的幾名醫療工作人員經過試驗，成功利用3D打印技術製造出了可重複利用的塑料防護口罩，並且將製作過程和相關經驗分享給網友。與此同時，蒙大拿州許多中小學的老師也在用學校的3D打印機制作口罩。
而在全球範圍內，有不少公司還直接開放其3D打印的模型文件，鼓勵終端用戶自行製造口罩等醫療物資，以抵消供應鏈斷裂帶來的影響。
作為3D打印材料的製造商，智利公司Copper3D推出了一款名為“NanoHack”的口罩，通過在其中加入銅元素來過濾空氣中的有害細菌和毒素。目前，Copper3D已經在網上共享了N95口罩的開源STL文件，旨在動員3D打印製造商、創客等組織或個人製作N95口罩。
同時，惠普也表示，該公司正在研究全新零部件的 3D 打印製造方法，比如可以通過肘部輕鬆開啟、以避免手口傳播的新型塑料門把手的適配件 。並且，會將向需要這些零件的申請者開放專用的設計模型文件，以便大家能夠同心協力地在全球其它地方安排分佈式生產。
惠普3D打印
3D打印並非“萬能藥”
儘管目前3D打印技術在特殊時期備受青睞，更被視作解決物資短缺和供應鏈危機的利器之一。但是，任何新技術都並非完美無缺，3D打印的成品的強度、韌性都與傳統生產方式有一定的差距，而且可用的材料只有樹脂、塑料、金屬粉末等少數幾種，侷限性較大。
此外，3D打印文件的隨意使用還有可能面臨的訴訟風險。由於一些零件的模型依舊受版權和專利保護，使用者需要向官方製造商提出正式請求，獲得合法許可後，才能使用。
然而，即便是開放了 3D 打印模型文件下載，也並不意味著普通人就能輕易使用，畢竟相配套的 3D 打印機設備和原材料的成本仍然相當高昂。
閱讀更多 AI報道 的文章
