图片来源：西门子

新冠病毒（COVID-19）的传播，让全球制造业供应链和市场遭受了严重打击。随着全球范围内需要住院治疗的患者数量急剧增加，各国医疗系统都出现了不同程度的设备物资短缺，其中一些关键设备更是出现了严重短缺，比如呼吸机和个人防护设备（简称PPE，例如口罩和防护服）。对病毒测试盒以及其他诊疗设备的需求亦是居高不下。

各国关于医疗设备物资短缺的报道不绝于耳，政府强烈呼吁相关的企业和部门投身到医疗设备的大生产中，动员不仅局限于医疗制造服务业的主要供应商，有的国家还号召社会全员齐动手，从专业工程师到高中生都要参与其中。

面对新冠病毒疫情大规模流行造成医疗物资严重短缺的现状，增材制造（AM）领域已经形成了一些应对措施和合作计划，以达到加速生产、扭转局势的目标。

行动与倡议

各国政府组织和行业协会，都在呼吁制造业将更多资源投入到医疗设备和物资的生产中。

其中，欧盟行政部门委员会近期就与欧洲机床工业协会（CECIMO）和其他相关的制造技术协会达成一致，要求其成员协助生产疫情中急需的医疗设备和物资。同时，CECIMO也于四月上旬向所有增材制造相关企业发出了行动倡议，动员每个有能力的企业在力所能及的范围内为欧洲的医院提供帮助。

英国政府已向具有快速原型机制造技术的企业发出倡议，要求他们全力协助呼吸机的生产制造。据报道，英国一些航空航天业、汽车业的龙头企业已经组建了三个“生产小组”，开始生产呼吸机，以协助英国公立医疗系统（NHS）度过难关。来自路透社的报道称，其中一个“生产小组”由美捷特集团（MeggittPlc）领导，该集团为民用或军用航空航天领域提供氧气供应系统，其中主要的工程公司包括雷尼绍（Renishaw），GKN和ThalesSA。

美国国家增材制造创新研究所（AmericaMakes）是美国国家国防制造加工中心（NCDMM）旗下的机构。四月中旬的报道称，它正与美国食品药品监督管理局（FDA）展开合作，以保证增材制造企业能够高效、安全地为美国的医护人员提供相关的医疗产品和物资（FDA会持续公布抗击和治疗新冠病毒的关键物资生产指南）。

此外，还有消息显示，AmericaMakes会通过在线仓储系统，将各个AM企业的业务能力与特定的医疗物资供应商联系起来。该网站将记录来自于增材制造企业和医疗物资供应商的必要信息，并开通了设计上传和线上审核服务，以确保产品设计是符合医疗标准的，另外还开通了设计下载途径，各个企业可以自行下载这些设计资料，用以生产。

3月初，一家名为MobilityGoAdditive（MgA）的德国网络公司，呼吁其成员积极响应欧盟委员会提出的关于对抗新冠病毒的行动与倡议，从而建立更广泛的工业制造联盟，这家网络公司一直专注于汽车行业增材制造的加速发展。在发出呼吁的两天内，该网站收到了来自各行各业的190多家公司的资料和业务支持，其中也包括汽车和运动服领域的企业。

此外，MgA公司于3月24日举办了名为“MedicalgoAdditive”的虚拟小组会议，会议建立了“对抗流行病工作队”，这次数字会议活动也向非成员开放。工作队目前正在与医疗技术领域的相关供应商取得联系，以明确物资需求，另外还与更高级别的工作组织建立联网，以协调满足各方供需要求。

奥地利非营利性技术平台“奥地利增材制造协会”，已经建立了医疗物资供应瓶颈与增材制造企业资源之间的联络点，提供了访问当地增材制造企业资源的路径，以协调医疗物资的供需关系。

与此类似，西门子集团已向所有需要医疗设备设计与制造服务的公司，免费开放了AM网络平台，从而使医疗卫生部门及其供应商，可以在全球范围内联系到相关的设计师和制造商，来获取帮助。

分布式制造网络公司3DHubs设立了“COVID-19制造基金”，为那些设计资金不足的工程师提供帮助，使他们能够设计出更多更好的可以对抗病毒的医疗器械，并且进一步协助他们完成设计成果转化。这一举措的目的在于，在全球范围内加速医疗设备关键零部件的生产制造。

全球知名的AM技术开发和制造商Formlabs公司，最近启动了“COVID-19Formlabs网络响应平台”，会根据生产需求联系到相关的制造企业。该平台于四月初在谷歌发布了收集表单，如果有企业愿意向医疗卫生单位提供3D打印设备的使用时间，可以填写这一表单发布信息。同样，正在参与抗疫项目的组织也可以通过填写表单来申请使用3D打印设备。建立这一网络平台的目的，就是将供求双方联系起来，从而让面罩调节带、呼吸面罩适配器和测试盒提取棉签的生产更高效。

加大生产力度

大量的AM服务供应商，已经开始将自己的产能和设备贡献给医疗卫生相关部门。

Desktopmetal公司一直致力于小型复杂零部件的3D打印技术的开发和服务。该公司决定向医疗卫生部门免费提供BinderJet和/或FFF3D打印技术和服务，用以生产小于2x2x2cm的17-4不锈钢零部件，这些零件将满足医疗器械领域的迫切需求。该公司表示：“新冠病毒对全球医疗系统造成了巨大冲击，现在各国的医疗物资供应链都已经疲惫不堪。我们要从自身的专业领域出发，尽最大努力去帮助他们。”

脱模和烧结技术的专业企业DSH科技公司，将为参与抗疫项目的金属增材制造公司免费提供脱模和烧结服务。在这一举措下，所有运送到DSH公司的3D打印医疗器械零件，将得到优先免费处理。该公司表示，他们还将为相关零部件的设计和制造提供免费的技术指导。

现在，聚合物零件当然是增材制造中应用最广的，尽管这一领域已经超出了我们作为一本聚焦金属增材制造杂志的取材范围，但这一技术的巨大成功和影响力，已经充分显示了增材制造在交货速度和技术能力方面的优势，特别是在传统制造业供应链出现危机时，这一技术让局势有了新的转机。

疫情下，防护面罩是最紧俏的医疗物资，它可以防止医护工作人员接触到患者唾液或其他体液。目前，需要利用增材制造技术生产的最多的产品是防护面罩上的塑料头带。这些产品几乎不需要验证就可以在医院使用，并且可以按需生产并快速交付到需求方，如果医院有放置3D打印机的场地，生产甚至可以在医院现场完成。就像美国新奥尔良医院所做的一样，他们现在自己打印所需的产品，并当场验证它的效果。

在疫情持续白热化的意大利，一家名为Isinnova的增材制造初创公司，利用聚合物3D打印技术制造了文丘里呼吸机通气阀1的替代品，据说已经挽救了意大利布雷西亚市Chiari医院的10名新冠患者的生命。由于无法获得原通气阀的设计图纸，并且原制造商也无法及时供货，Isinnova公司对通过逆向工程成功设计出替代产品，接着在医院现场利用FFF（FusedFilamentFabrication熔丝制造）3D打印机，采用医用级尼龙丝生产了该通气阀。

Protolabs公司也承担了艰巨的通气阀和其他呼吸机零件的供货任务，他们承诺提供100,000个呼吸机零件，公司核心团队客户经理SianCaliburn表示：“会尽最大努力支持呼吸机原型机的开发，打印出尽可能多的零件”。该公司负责人表示，现在他们有25台3D打印机在运作，提供免费服务，到目前为止已经生产出了100多个通气阀，供紧急状态下使用。

而在西班牙，首款3D打印的呼吸器已经得到了医疗专家的认可，它可以在短时间内帮助患者呼吸。该呼吸器是由ConsorcidelaZonaFranca（CZFB）、HP、Leitat、SEAT、ConsorciSanitarideTerrassa（CST）公司与萨瓦德尔市的ParcTaulí医院联合开发的，工业化量产后的产量预计为每天50至100台。

惠普公司也3D打印了呼吸机通风阀和医院级口罩，目前这些产品还在测试和验证中。该公司还向医院交付了1,000个不需要验证的零件（例如面罩头带），并且还对外公开了零件的STL文件。

为了应对呼吸机严重短缺的现状，急需开发呼吸机分离器，分离器的作用是让多名患者共用一台呼吸机。Leitat与CZFB公司联合开发了呼吸机分离器和上文提到的呼吸机。目前，他们已经首批3D打印了200个分离器，并有望在接下来再生产1,000个。美国的非营利机构PrismaHealth也开发了一款3D打印的分离器装置，这款名为PrismaHealthVESper的分离器，是一种三向连接器，可允许4名患者同时使用一台呼吸机。该装置已经获得FDA批准。

3DSystems公司正在探索用3D打印技术生产呼吸机的零部件，目前正在筹备与医疗器械制造商合作进行相关的可行性测试。他们还在探索用3D打印技术生产外科用个人防护口罩，现在还在等待临床评估和反馈。

结语

本文意在概述增材制造（AM）领域针对全球疫情所提出的一些措施和倡议，这里不局限于金属增材制造，还包括已经比较成熟的聚合物增材制造技术，这些技术的快速发展，也从侧面说明了这一技术是有着巨大潜能和活力的制造新理念。

本文并不能将增材制造界人士所作的一切针对新冠病毒疫情的努力囊括其中，因为在危机中那些超越想象的智慧实在是不胜枚举。同时，我们也希望大家注意，增材制造的作用绝不仅限于医疗器械零部件的生产本身，还包括了原型机、试验台和模具的快速成型。我们相信，在全球人民的共同努力下，脱下口罩的那一天并不会太远。加油！每一位为健康而战的人们！