一个PPE过滤面罩，按需 3D 打印并为用户量身定制。 （由西门子提供）1918 年流感大流行期间的报纸头条可能看起来与 2020 年的报纸头条似曾相识。那个时代的文章讨论了全球供应链因全球大流行病而陷入低谷。 1918 年，头条新闻提到秘鲁的矿山停止生产铜和煤，矿工成为流感大流行的牺牲品，向瑞士日内瓦的铜和煤的运输也停止了。
同样，2020 年的情况也是如此暴露了全球供应链中的弱点，因为产品无法从制造点运输到使用点。这导致不仅日常必需品短缺，而且 PPE 和其他健康相关产品也短缺，因为商店货架很快就被清空了。
一个亮点 amongst 大流行新闻是快速响应制造的兴起。
快速和本地满足需求
快速响应制造描述了收集制造资源以满足紧急和紧急需求很短的时间。这使公司能够通过本地制造来应对不断变化的全球需求。例如，曾经生产汽车零部件的公司可以将业务转向制造医疗用品。
可以在一个国家设计定制的助听器，然后在另一个国家为患者快速打印。 （由西门子提供）这种类型的快速制造转变并不总是可行的。例如，呼吸机等医疗设备的许多零件传统上都是由聚合物材料注塑而成。要制造这些零件，需要一个高质量的lity模具必须首先生产。这些模具通常有几个月的交货时间，这在紧急情况下是不可接受的。使问题更加复杂的是，模具通常要花费数万美元，大多数公司都不愿意为满足短期需求而承担这笔费用。然后，模具成为一种前期必需品，它阻碍了在紧急但短期需求的情况下对必要零件进行注塑成型的能力。
这就是增材制造 (AM) 等新技术的用武之地玩。增材制造，也称为 3D 打印，可以在没有模具或工具前期要求的情况下生产零件。由于没有这些前期要求，AM 可以在全球分布的地点快速且以相对便宜的价格生产医疗设备零件，从而消除了供应和运输中断的风险。
由数字孪生支持
呼吸机等现代医疗产品采用多种方法制造，包括注塑成型、机械加工和钣金加工整理。无论它们是如何制造的，各个部件都是在软件中开始使用的，在软件中，工程师在制造“物理”部件之前定义“数字”部件的形状和功能。零件的这种软件内版本有时称为“数字双胞胎”。
数字双胞胎的美妙之处在于数字数据可以非常快速地在全球范围内发送。因此，生产呼吸机的计划以及构成呼吸机的每个零件的形状都可以立即发送到需要本地生产的地方。如果在世界的另一端爆发疫情，导致呼吸机短缺，呼吸机的数字孪生可以发送给该地区的当地制造商，他们可以开始生产所需的部件。这种快速的本地制造有助于避免全球航运和供应链中断等问题。
当数字孪生与增材制造相结合，因为 AM 可以生产聚合物和金属零件。实际上，AM 可以生产现代产品的大部分零件，而无需预先使用工具或模具，也无需像往常一样依赖预制零件的全球供应。在紧急情况下尤其如此，在这种情况下，最终产品表面处理等特性可能不如满足人群的医疗需求那么重要。
医疗保健交付中的增材制造
其中一个主要2020 年的教训是，人们认识到快速反应制造在满足紧急情况下的需求方面具有独特的优势。人们可以设想多种情景，其中供应链中断可能会影响照顾当地人口的能力。自然灾害、经济动荡、政治动荡，当然还有流行病，都是供应链经常中断的情况，人们经常需要医疗保健。
2010 年，海地发生 7.0 级地震，将首都太子港及周边地区夷为平地。该地区的医院和治疗中心的医疗系统受到破坏。一些估计认为地震后该地区正在工作和用于特定目的的医疗设备的百分比不到 30%。这场灾难导致人们付出巨大努力，将医疗保健用品和专家带到海地以帮助恢复。然而，在地震期间，杜桑·卢维杜尔国际机场的无线电和照明系统遭到破坏，影响了向该岛运送物资的能力。本地快速响应制造是在此类灾难发生后立即解决本地医疗用品需求的一种可能方法。
一般来说，随着世界各地的医疗保健公司响应世界人口不断变化的需求，减少对实体供应链和外部参与者的依赖变得更重要。在经济和政治动荡期间，世界一再看到来自外部来源的医疗援助如何经常被不诚实的行为者没收，只能在黑市上出售以牟利。在需要时制造医疗产品有可能减少所需物资的转移。通过在更靠近需求点的地方生产必要的设备，可以减少对脆弱航运渠道的依赖。这当然不会消除产品转移和供应链问题，但每一个积极的影响都是朝着正确方向迈出的一步。
需求波动和创新兴起
即使在平静、快速的时期制造业仍然可以帮助将医疗产品推向市场。产品的正常生命周期是随着产品的推出，最初的需求很小。需求随着产品被采用而增长，然后随着市场饱和或产品过时而放缓。这些需求的变化，在整个产品生命周期中逐渐发生，增材制造比传统方法可以更好地处理。
随着新产品开发周期的缩短，许多公司正在使用快速制造技术来帮助产品开发和交付。可以在设计阶段以低成本打印手柄和握把等人机界面点，以测试人体工程学和有效性。然后，随着产品投入生产，可以使用快速制造来创建全面生产所需的模具和工具。最后，随着产品的成熟并开始被淘汰，快速制造可用于支持旧模型的维护，按需生产替换零件，而无需昂贵的长期存储。
快速在瞬息万变的世界中做出应对
2020 年，我们亲眼目睹了在面对中断时确保护理连续性是增材制造等工具证明其价值的地方。但是在危机时期和平静时期，这些工具正在整个生产生命周期中使用。瞬息万变的世界大事和快速缩短的产品开发周期意味着增材制造等快速响应制造技术正成为向世界各地有需要的人群提供医疗产品的必要条件。
