面对COVID-19疫情,3D打印开始登上世界舞台

面对COVID-19疫情,3D打印开始登上世界舞台

2020-10-07 12:19:30 11

高度感染性冠状病毒疾病COVID-19在全球范围内引起大规模的健康和社会经济动荡。由于严格的封锁措施和出口限制,工业生产大幅下滑,导致严重的物流挑战和对全球供应链的严重破坏。面对挑战和前所未有的需求,3D打印技术通过及时和创新的响应,在全球供应工作中提供帮助,展现了操作弹性。


来自新加坡科技设计大学(SUTD)的Yu Ying Clarrisa Choong、南洋理工大学的Hong Wei Tan、美国洛杉矶Cedars-Sinai医学中心的Deven C. Patel和HP Inc.的Chandrakant D. Patel合作研究了3D打印的数字多功能性和快速原型制作如何在闭环经济中对技术快速动员和对紧急情况快速响应,并发表于8月12日发表在Nature的评论上。


在此次疫情中,工厂要按需制造一系列基础服务所需的材料和设备,尤其是医疗保健方面。在这种背景下,通过分布的3D打印工厂实现具有弹性的先进制造网络具有巨大的潜力。事实上,这些工厂可以设在医院和交通枢纽的同一地点,以快速满足医疗行业的需求。3D打印在COVID-19反应的严峻考验中重新部署了其能力,展示了其在这种紧急情况下的竞争优势。


3D打印的数字多功能性和快速原型化使技术能够快速动员,从而能对紧急情况做出快速反应。即使在供应链严重中断的情况下,关键零件也可以利用在线共享的设计,由全球任何分散的3D打印设施按需制造。此外,3D打印的累加性质使产品定制和复杂设计成为可能。对抗COVID-19的3D打印应用设备十分广泛,包括个人防护设备(PPE)、医疗和测试设备、个人配件、可视化辅助工具和应急住宅(如下图)。


3D打印机


3D打印正被用来提供许多不同的解决方案,以应对COVID-19大流行带来的挑战,从个人防护设备到隔离病人的紧急住所。CPAP:持续气道正压;双水平气道正压。3D打印呼吸器图像来自,版权所有CIIRC CTU 2020;3D打印掩模的图像来自,由WASP # 3 WASP 3dwasp.com提供;经许可修改的3D打印隔离病房图像


3D打印医用人体模型的图像变得有效呼吸拭子,由提供;三维打印拭子图像,承蒙EnvisionTEC提供;夏洛特瓣膜的图片,来自伊辛巴诺娃。

于呼吸机严重短缺,连续正压通气(CPAP)机被用作需要亚强化治疗的COVID-19患者的替代品。一个三维可打印的面具连接器设计,夏洛特阀门,被生产出来,它是专门设计来安装和连接迪卡侬的易呼吸浮潜面具到CPAP机器。


3D打印机

Materialise开发的3D打印PEEP面罩

3D打印也作为一种替代和更有效的制造选择,以满足对鼻咽拭子的需求。三维打印的纳米粒子拭子被制造成具有复杂的尖端结构,以增强样品收集效率,因此消除了在尖端应用絮凝物的需要。另外,三维打印甚至被用来建造临时应急住所,以隔离那些被隔离的人,缓解超负荷的医疗基础设施。

在COVID-19疫情中,3D打印已经成为一项重要的技术,支持改善医疗保健和我们对紧急情况的总体反应。这场危机凸显了3D打印如何成为更加绿色环保的未来的基础。3D打印,由于可以按需生产零件,可以减少浪费和库存。其固有的灵活性和在线修改设计的可能性释放出创造性和可持续的解决方案,可以将技术推向“新常态”。


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随着全球经济重新开放,供应链预计将变得更短、更分散。这些变化将导致不同的制造程序,在一个开放的增材制造生态系统中有更多的伙伴关系。3D打印针对特定需求的高度定制化和分散制造可能会带来3D打印工厂的局部微调。数字化将继续把3D打印机转变成后大流行时代的物联网和工业4.0环境的关键部分。


3D打印机

本评论通讯作者,蔡志楷教授在新加坡科技设计大学的3D打印设施之一。


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标签: 3D打印
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