3D打印在疫情中受到重视,可应急生产医疗物资长期改变价值链条

3D打印抗战新冠肺炎
2020
04/29
09:28
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来源:环球网

新冠肺炎疫情在全球迅速蔓延以来,几乎所有国家和地区都面临包括口罩、防护服、护目镜在内的个人防护设备以及其他医疗设备的短缺。作为科技强国,美国、德国等国家纷纷动用3D打印技术以填补相关需求缺口。这不仅为疫情下的医疗物资生产蹚出一条新路,而且让企业看到了3D打印的潜力所在。
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美国:医用高开低走

位于美国各地的3D打印爱好者和企业纷纷设计和打印包括口罩配件在内的医护用品。在马里兰州,拥有一家小型企业的托德·布拉特(Todd Blatt)将工作室改造成口罩工厂,通过3D打印机生产了1200多个口罩配件。和口罩的情况相类似,3D打印的棉签拭子也在美国大量出现。名为Northwell Health的公司现在每天使用3D打印机为医院制造5000个棉签,并计划扩展到每天7500至8000个的规模。

从3月27日开始,已经有7款3D打印医疗设备被审查能否用于临床。美国食品和药物管理局(FDA)于4月初批准了首个3D打印口罩项目。获批项目是由美国退伍军人健康管理局(VHA)的一个团队设计并制造的一款3D打印口罩,取名“Stopgap”。该款口罩易于消毒,并包括一个可重复使用的过滤器。FDA在官网上表示,当常规产品难以获得时,一些机构正在考虑打印或购买3D打印设备来解决问题。FDA正在就此以及更广泛的公共卫生突发事件,与政府、相关行业和医疗机构紧密合作。

3D打印技术似乎一夜之间发现了广阔的应用前景,但该项技术目前依然无法在医疗领域获得全面而广泛的推荐。根据已发布的使用说明,被FDA批准的3D口罩不能代替经批准可用于个人防护的传统专业级防护口罩(例如N95或KN95口罩)。

美国媒体一般认为,3D打印口罩的快速获批,部分原因是全球供应链延迟导致医护专业人员在前线缺少关键个人防护设备,而并不是产品已经达到相关技术要求。FDA在官网称,3D打印的个人防护设备也许可以提供物理屏障,但不太可能提供与FDA批准的外科口罩和N95口罩相同的液体屏障和空气过滤水平,在可能的情况下,使用传统工艺可能会更有帮助。因此,随着相关个人防护用品和医疗设施在美国医院中不断得到补充,最初的短缺局面逐渐缓解,有关3D打印技术在医疗领域应用的实践和讨论,或将慢慢由于其生产成本、生产效率以及产品标准问题而逐渐归于平静。

德国:“全球生产”变“本地生产”

“3D打印实现企业转型梦想!”德国《商报》25日报道称,因为疫情扩散,德国一些企业凭借尖端的3D打印设备,迅速转型生产稀缺医疗产品。

德国大众就是转型企业之一。该集团正利用原先生产塑料零件和样车的3D打印机,生产呼吸机的零配件或者其他医用设备配件。作为全球最大的医疗器材生产商之一,西门子在欧美分公司的100多台3D打印机也已投入此类生产。德国最大的钢铁公司蒂森-克虏伯集团也在用3D打印机生产医用设备配件。

其实,企业借3D打印技术跨界生产医疗物资时也会遇到问题。德国经济学者卡斯普尔表示,从技术上来讲,许多企业用3D打印生产医疗设备配件没有任何问题。但是,这需要医疗器械制造商的许可。比如,由于西门子掌握一些医疗设备的技术专利,因此若没有该公司的许可,汽车制造商就不能生产这些设备。而西门子等企业往往因为担心核心机密泄露,不愿意合作,尤其是呼吸机这类高端产品。

不过,卡斯普尔认为,这场疫情危机正在对3D打印产生长期影响。现在,企业产品生产严重依赖全球供应链,需要一系列设备。而3D打印则可以减少许多环节,甚至一步到位,还可以减轻物流负担。3D打印技术正在让“全球生产”变成“本地生产”。德国联邦信息与通信和新媒体行业协会(BITKOM)去年公布的一项研究显示,近八成受访企业认为3D打印技术会对商业模式和价值链产生深远影响。卡斯普尔表示,疫情是3D打印技术的一次检验,让企业看到它的巨大潜力。

阿联酋:多个领域有需求

无论是医生、警察还是环卫工人,镜头记录的阿联酋一线防疫人员佩戴的口罩往往与面部贴合紧密。阿联酋海湾新闻网25日透露说,这归功于日前在迪拜投产的3D打印口罩。3D打印口罩与普通口罩相比有两大区别:一是更符合人体工程学,面部贴合性更强,更轻便;二是额外增加可替换的外层和特制透明层。目前该型口罩只累计生产数千只,优先配给迪拜警察和与病患有密切接触的医护工作者。

“在应急领域,阿联酋等海湾产油国最需要3D打印。”阿中之门(北京)商务有限公司首席执行官张强表示近年来因原油价格大幅波动,阿联酋、沙特等国逐步提出发展一定规模的制造业。对几乎是零基础的国家来说,3D打印对技术积累要求不高,不需要传统模具,是实现弯道超车、满足自用急需的优选。以道路应急救援为例,海湾国家大部分国土都是沙漠,车辆维修网点无法实现全覆盖,处理重大故障时常因缺少关键零部件而被耽误。阿联酋政府一直鼓励3D打印业者加入救援队伍,但此前受成本较高以及打印原料供应制约,未得到全面推广。“不过,随着风险意识因疫情得到强化,未来前景值得期待。”

不久前竣工的阿联酋迪拜市政府办公楼,是目前世界上最大的3D打印建筑,而这只是迪拜政府早在2016年发布的“3D打印战略”的一部分。2019年,迪拜每栋新建建筑中,2%的部分由3D打印技术建成,迪拜市政府计划到2025年将该比例提高至25%。瑞士建材商拉法基霍尔希姆公司研发经理赫连·隆比斯表示,3D打印建筑不仅成本低,而且易于复制,未来可以满足大规模的住房需求。3D打印与建筑的结合让中企在基建领域本就具备的优势更加明显。

除上述领域外,来自教育科研机构的需求也值得留意。张强说,阿联酋2019年仅国家财政用于教育的支出就达到101亿迪拉姆(1迪拉姆合1.93元人民币)。近些年,基于3D打印技术的创意设计课在阿联酋中小学逐步得到推广,小型3D打印机的需求与日俱增。同时,该国经费丰厚的顶级科研机构亦对3D打印研究有着浓厚兴趣。

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