新型冠状病毒危机给3D打印行业带来的四项启示

病毒危机给国外3D打印企业带来了一次绝佳的表现机会，它在紧急响应物资短缺问题上的作用被有目共睹。这场危机不仅揭示了3D打印可以提供帮助，还有一些关键问题被行业从业者重新认识。

3D打印确可作为批量生产技术

目前的危机已经证明，3D打印确实可以用于批量制造。

由于供应链的中断，疫情地区面临严重的医疗资源短缺，3D打印已成为紧急生产所需零件的宝贵资源。迄今为止，该技术已被用于生产护目镜、防护面罩、呼吸阀等多种医疗部件，以及多种备件、模具等工业产品。

3D打印批量制造鼻咽拭子

美国全境范围都需要收集新冠病毒测试样本的鼻咽（NP）拭子，这些拭子通常用于测试流感和其他呼吸道感染。当前的供应链短缺比较严重，使得临床医生开始想方设法设计和测试新型的拭子。NP咽拭子是具有刚毛末端的柔性棒，可插入鼻子至鼻腔后部，并在周围扫掠以收集粘附待测样本，然后将拭子放入装有培养基的小瓶中。在设计上3D打印咽拭子从毛刷向后七八厘米处设置为折断点，从而保留前端的样本部位且正好能将小瓶密封，便于运输到实验室进行后续测试。

前端的毛刷和后端的折断点

令人振奋的不仅是企业间的协作精神，更多的是3D打印所生产零件的规模数量。Formlabs使用250多台3D打印机每天可生产多达15万支鼻咽拭子，Carbon每周的生产规模也超过了100万支。

这些案例说明3D打印不仅适合小批量生产，使用粉末床熔融技术以及无数台打印机同时制造所体现的集群效应，可以在相对较短的时间内生产出数以千计的3D打印部件。

这是3D打印向批量制造解决方案过渡的一个重要指标，随着行业的发展，3D打印将继续证明其在更多应用中的可行性。

完全转向增材制造并不可行

虽然我们对3D打印为制造业带来的机遇感到兴奋，但值得注意的是，它并不是一个能够取代所有其他制造技术的解决方案。

以医疗设备为例，目前所需的各种医疗设备不可能全部采用这项技术。有些复杂设备，需要结合传统技术和专业知识才能成功制造。此外，在某些医学应用中使用3D打印会引起对生物相容性和零件消毒能力的关注。零件消毒过程涉及高温高压，这是很多3D打印材料都无法承受的。

因此，医疗领域必须开发专门医用的3D打印材料。这也是为什么在该领域开发3D打印产品时，需要与医疗审查等部门合作的原因，目的就是确保用于生产的材料和工艺能够满足医疗用途和标准要求。

由于传统供应链的中断，3D打印对于一些目前难以采购的零件来说是一种合适的权宜之计。然而，这并不意味着3D打印将取代用于制造这些零件的传统技术。

不过，虽然传统工艺仍然是大批量应用的理想选择，但看到3D打印作为一种高度灵活的按需制造解决方案正在逐步攻城略地，也是足以让业内从业人员感到高兴的。

标准化和认证是采用3D打印的重大挑战

3D打印行业目前面临的一个重要问题是缺乏标准，这使得最终落地应用变得极为困难，尤其是在医疗保健领域。

世界各地有如此众多的公司和3D打印从业者提供支持，仍然有许多挑战需要解决。在没有材料指南的情况下，如何为合适的产品选择合适的材料？在紧急情况下如何执行质量控制和标准操作？如何加快认证流程？

实际上，如果真的把3D打印作为一项解决方案，这些问题只不过是冰山一角。

到目前为止，美国在国家层面做出了很多努力来应对这些挑战。美国食品药品监督管理局（FDA）和国际标准组织ASTM在病毒流行期间为医疗设备和产品的3D打印提供了免费资源；FDA、美退伍军人事务部（VA）、美国国立卫生研究院和America Makes（原名为国家增材制造创新研究所）建立了病毒响应公私合作伙伴关系，以共享知识并将医疗保健组织与3D打印服务提供商联系起来。他们还提供了名为NIH 3D Print Exchange的模型设计共享平台，这些文件均已经过临床使用审查。

尽管这些努力令人鼓舞，但如果想将更多的3D打印产品引入重症监护病房和医院，甚至更广泛地引入其他行业，从业者就需要快速跟踪标准和认证流程的开发。   

行业合作伙伴关系一直是增材制造的强大运作机制，标准制定也不例外。对于3D打印行业来说，目前不失为加速合作以开发必要标准的良好机会，这不仅有助于抗击病毒，还将促进该行业的发展。

将3D打印设计用于医疗产品制造，面临知识产权挑战

3D打印在病毒流行期间发挥作用的同时，围绕专利法和知识产权法，产生了新的挑战。

3D打印在重要医疗产品的生产中可以发挥重要作用，但是对3D打印医疗产品感兴趣的各方可能不会意识到所涉及的各种法律风险。虽然许多3D打印产品免专利，但有些产品虽供不应求且被批量打印，但却是受到知识产权所保护的。

对于提供3D打印产品的任何企业，尤其是单纯的想贡献自己一点力量的公司，都应该注意防范法律风险，尤其是在这次危机期间。

对于专利权公司，如果在保护知识产权与提供支持之间寻求平衡，可以只提供为抵御当前危机所明确定义的产品的临时或有限使用许可证。此类许可证还应明确规定产品责任，而且危机一旦结束，就需要对非一次性产品采取措施。

如果知识产权涵盖了最终产品而没有涵盖设计文件，那么定义如何使用和共享设计的条款就至关重要。就当前情况，知识产权所有者和参与3D打印的人员都必须意识到知识产权的创建、保护和侵权的方式。

END

3D打印行业正在迅速转变，其发展将有更多的变化。当前的危机不仅展示了3D打印多么有用，更体现出，3D打印技术的运用比以往任何时候都更加现实。这也是为什么当国内3D打印企业慷慨为国外疫情贡献力量时，法律人士呼吁风险的原因所在。

从国际范围来看，3D打印重新成为了媒体关注的焦点，只不过这次已经不再是关于它的炒作。3D打印开始成为主流圈子中公认的可行制造技术，这将使更多的组织重新考虑他们对该技术的需求，从而对企业和社会产生真正的深远影响。那么，国内3D打印行业呢？