新型冠狀病毒危機給3D打印行業(yè)帶來的四項啟示

病毒危機給國外3D打印企業(yè)帶來了一次絕佳的表現(xiàn)機會，它在緊急響應物資短缺問題上的作用被有目共睹。這場危機不僅揭示了3D打印可以提供幫助，還有一些關鍵問題被行業(yè)從業(yè)者重新認識。

3D打印確可作為批量生產技術

目前的危機已經證明，3D打印確實可以用于批量制造。

由于供應鏈的中斷，疫情地區(qū)面臨嚴重的醫(yī)療資源短缺，3D打印已成為緊急生產所需零件的寶貴資源。迄今為止，該技術已被用于生產護目鏡、防護面罩、呼吸閥等多種醫(yī)療部件，以及多種備件、模具等工業(yè)產品。

3D打印批量制造鼻咽拭子

美國全境范圍都需要收集新冠病毒測試樣本的鼻咽（NP）拭子，這些拭子通常用于測試流感和其他呼吸道感染。當前的供應鏈短缺比較嚴重，使得臨床醫(yī)生開始想方設法設計和測試新型的拭子。NP咽拭子是具有剛毛末端的柔性棒，可插入鼻子至鼻腔后部，并在周圍掃掠以收集粘附待測樣本，然后將拭子放入裝有培養(yǎng)基的小瓶中。在設計上3D打印咽拭子從毛刷向后七八厘米處設置為折斷點，從而保留前端的樣本部位且正好能將小瓶密封，便于運輸?shù)綄嶒炇疫M行后續(xù)測試。

前端的毛刷和后端的折斷點

令人振奮的不僅是企業(yè)間的協(xié)作精神，更多的是3D打印所生產零件的規(guī)模數(shù)量。Formlabs使用250多臺3D打印機每天可生產多達15萬支鼻咽拭子，Carbon每周的生產規(guī)模也超過了100萬支。

這些案例說明3D打印不僅適合小批量生產，使用粉末床熔融技術以及無數(shù)臺打印機同時制造所體現(xiàn)的集群效應，可以在相對較短的時間內生產出數(shù)以千計的3D打印部件。

這是3D打印向批量制造解決方案過渡的一個重要指標，隨著行業(yè)的發(fā)展，3D打印將繼續(xù)證明其在更多應用中的可行性。

完全轉向增材制造并不可行

雖然我們對3D打印為制造業(yè)帶來的機遇感到興奮，但值得注意的是，它并不是一個能夠取代所有其他制造技術的解決方案。

以醫(yī)療設備為例，目前所需的各種醫(yī)療設備不可能全部采用這項技術。有些復雜設備，需要結合傳統(tǒng)技術和專業(yè)知識才能成功制造。此外，在某些醫(yī)學應用中使用3D打印會引起對生物相容性和零件消毒能力的關注。零件消毒過程涉及高溫高壓，這是很多3D打印材料都無法承受的。

因此，醫(yī)療領域必須開發(fā)專門醫(yī)用的3D打印材料。這也是為什么在該領域開發(fā)3D打印產品時，需要與醫(yī)療審查等部門合作的原因，目的就是確保用于生產的材料和工藝能夠滿足醫(yī)療用途和標準要求。

由于傳統(tǒng)供應鏈的中斷，3D打印對于一些目前難以采購的零件來說是一種合適的權宜之計。然而，這并不意味著3D打印將取代用于制造這些零件的傳統(tǒng)技術。

不過，雖然傳統(tǒng)工藝仍然是大批量應用的理想選擇，但看到3D打印作為一種高度靈活的按需制造解決方案正在逐步攻城略地，也是足以讓業(yè)內從業(yè)人員感到高興的。

標準化和認證是采用3D打印的重大挑戰(zhàn)

3D打印行業(yè)目前面臨的一個重要問題是缺乏標準，這使得最終落地應用變得極為困難，尤其是在醫(yī)療保健領域。

世界各地有如此眾多的公司和3D打印從業(yè)者提供支持，仍然有許多挑戰(zhàn)需要解決。在沒有材料指南的情況下，如何為合適的產品選擇合適的材料？在緊急情況下如何執(zhí)行質量控制和標準操作？如何加快認證流程？

實際上，如果真的把3D打印作為一項解決方案，這些問題只不過是冰山一角。

到目前為止，美國在國家層面做出了很多努力來應對這些挑戰(zhàn)。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）和國際標準組織ASTM在病毒流行期間為醫(yī)療設備和產品的3D打印提供了免費資源；FDA、美退伍軍人事務部（VA）、美國國立衛(wèi)生研究院和America Makes（原名為國家增材制造創(chuàng)新研究所）建立了病毒響應公私合作伙伴關系，以共享知識并將醫(yī)療保健組織與3D打印服務提供商聯(lián)系起來。他們還提供了名為NIH 3D Print Exchange的模型設計共享平臺，這些文件均已經過臨床使用審查。

盡管這些努力令人鼓舞，但如果想將更多的3D打印產品引入重癥監(jiān)護病房和醫(yī)院，甚至更廣泛地引入其他行業(yè)，從業(yè)者就需要快速跟蹤標準和認證流程的開發(fā)。   

行業(yè)合作伙伴關系一直是增材制造的強大運作機制，標準制定也不例外。對于3D打印行業(yè)來說，目前不失為加速合作以開發(fā)必要標準的良好機會，這不僅有助于抗擊病毒，還將促進該行業(yè)的發(fā)展。

將3D打印設計用于醫(yī)療產品制造，面臨知識產權挑戰(zhàn)

3D打印在病毒流行期間發(fā)揮作用的同時，圍繞專利法和知識產權法，產生了新的挑戰(zhàn)。

3D打印在重要醫(yī)療產品的生產中可以發(fā)揮重要作用，但是對3D打印醫(yī)療產品感興趣的各方可能不會意識到所涉及的各種法律風險。雖然許多3D打印產品免專利，但有些產品雖供不應求且被批量打印，但卻是受到知識產權所保護的。

對于提供3D打印產品的任何企業(yè)，尤其是單純的想貢獻自己一點力量的公司，都應該注意防范法律風險，尤其是在這次危機期間。

對于專利權公司，如果在保護知識產權與提供支持之間尋求平衡，可以只提供為抵御當前危機所明確定義的產品的臨時或有限使用許可證。此類許可證還應明確規(guī)定產品責任，而且危機一旦結束，就需要對非一次性產品采取措施。

如果知識產權涵蓋了最終產品而沒有涵蓋設計文件，那么定義如何使用和共享設計的條款就至關重要。就當前情況，知識產權所有者和參與3D打印的人員都必須意識到知識產權的創(chuàng)建、保護和侵權的方式。

END

3D打印行業(yè)正在迅速轉變，其發(fā)展將有更多的變化。當前的危機不僅展示了3D打印多么有用，更體現(xiàn)出，3D打印技術的運用比以往任何時候都更加現(xiàn)實。這也是為什么當國內3D打印企業(yè)慷慨為國外疫情貢獻力量時，法律人士呼吁風險的原因所在。

從國際范圍來看，3D打印重新成為了媒體關注的焦點，只不過這次已經不再是關于它的炒作。3D打印開始成為主流圈子中公認的可行制造技術，這將使更多的組織重新考慮他們對該技術的需求，從而對企業(yè)和社會產生真正的深遠影響。那么，國內3D打印行業(yè)呢？