增材制造应对COVID-19带来的供应链挑战

的力量加法制造在疫情期间，供应链物流陷入混乱，传统制造业停滞不前。关键个人防护装备、医疗设备和检测配件短缺影响了世界各地。这似乎是数字设计和3D打印通过按需制造解决的完美问题。

俄亥俄州立大学设计与制造卓越中心增材制造主任爱德华·d·赫德里克说:“这场危机确实表明了快速、以客户为中心的制造的必要性。”“外包给亚洲的供应链交付周期长，在应对危机时不够灵活。它确实证明了对真正数字化、真正快速制造的需求。增材制造无疑是这一发展的代表，将其集成到软件和数字生态系统中是一个强大的工具。”

按需制造

只有最有先见之明的政府和医疗机构才会将增材制造的需求作为危机管理计划的一部分。因此，在大流行的早期阶段，人们争相确定哪些应急设备可以3D打印，谁可以生产这些产品，以及如何将它们送到需要的人手中。

在美国，一些州要求大学制定计划。例如，在肯塔基州，州政府要求大学利用他们的资源设计和实施面罩、口罩、长袍、呼吸机、呼吸机组件甚至测试棉签的制造工艺。路易斯维尔大学的增材制造科学技术研究所(AMIST)接受了这一挑战，开发出可用于小企业和其他区域制造资源的制造模型。

AMIST核心经理蒂莫西·戈内特说:“通过UofL AMIST的努力，直接提供了6万多个面罩和2.5万个鼻腔测试棉签。”

这些努力包括通过增材制造框架和激光切割实际屏蔽材料来满足最初的面罩需求。设计并模拟了用于增材制造的鼻试验棉签。随着需求呈指数级增长，AMIST与Samtec和GE Appliances等制造商以及Maker13等创客空间合作，将面罩生产过渡到更高产量的注塑工具。

金属增材制造直观定位优化
使用Ansys Additive Solutions中的热图是可能的。

路易斯维尔大学(University of Louisville)和其他大学的经验表明，按需制造有潜力作为应对全球供应链短缺的权宜之计。它还暴露了当前的一些弱点，即速度、可伸缩性和协调性。

匹兹堡大学William Kepler Whiteford教授Albert to说:“尽管过程缓慢，但增材制造已经证明，它可以通过利用社区中可用的许多3D打印机来填补ppe的短期短缺。”然而，按需制造也不能幸免于供应链中断。“我们还看到3D打印用品短缺，比如塑料丝。”

扩展数字线程以应对供应链挑战

当然，更广泛地采用增材制造将分散供应商，从而创建一个更大的供应商基础，Asim Tewari博士和印度理工学院孟买机械工程系G.K.Devarajulu讲座教授说。“由于增材制造技术的性质，它还将促进供应商的互换性。这将减少对当前供应链基础设施的依赖。”

特瓦里说，供应商要实现可互换，就需要他们在紧急情况下拥有相同的3D打印源文件。这需要高层的协调。

戈内特说:“如果有可打印的消耗性医疗和安全设备设计作为国家注册的储备，就可以为小社区和服务不足的地区提供机会，利用当地的增材制造技术来生产产品，并填补当地需要的空白。”“使用增材制造技术，数字螺纹数据可以在全球范围内轻松共享和复制。”

戈内特在大流行期间吸取的其他教训包括:

• 为各种流行病或灾害应对情况确定医疗和应急耗材和应急设备
• 与政府机构合作，预先批准应急设计
• 开发区域网络和策略，以招募小型制造资源来补充供应链
• 开发材料组合，以应对紧急情况，按需生产

佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)教授戴维•罗森(David W. Rosen)表示，增材制造还可以通过快速工装生产实现更传统的即时制造，从而弥补供应链缺口。

他说:“与设计和制造工具相关的时间、精力和成本节省是非常重要的。”“如果模具的交货周期是几周或几个月，那么在几小时或几天内制造零件的能力可能会对许多需要快速响应的应用或环境产生巨大影响。这可能是在快速变化的市场、大流行或其他破坏性事件中。”

Herderick表示同意。他说:“增材制造满足了精益制造的基本原则，收紧了客户、制造商和其他利益相关者之间的反馈循环。”“增材制造正在推动更好的设计和快速交付的良性循环，从而改善产品开发。”

全球流行病对任何技术来说都是严峻的考验，但增材制造已经证明了它的价值。3D打印的按需、可定制、去中心化的好处可能会在未来几个月和几年内重新引起人们的兴趣。从2019冠状病毒病(COVID-19)中吸取的教训可能对工业4.0供应链的发展、3D打印机是否成为工业物联网(IIoT)更重要的组成部分以及政府、学术界和私营机构如何在本地化制造方面进行合作产生深远影响。

“这一事件虽然还没有结束，但已经证明，在那些改变生活的消耗品短缺的地区，增材制造可以解决眼前的需求，”戈内特说。“可以制定策略，利用社区行动和小企业来满足短期需求，直到供应链能够跟上。”

请求一个添加套件演示