e-NABLE 3D打印義肢 改變千萬人的生活
“我為20多人做過功能各異的義肢。當(dāng)我第一次接到電話，他向我表示感謝，說3D打印的義肢很好地幫助了他的時候，我非常激動。你能相信嗎？我甚至哭了出來�！痹跉W特克美國大師匯期間，JustineC.Diamond在向《第一財經(jīng)日報》記者重述這段經(jīng)歷時，她的聲音依然哽咽。
Justine是全球在線非營利性社區(qū)組織e-NABLE的6000名志愿者之一。e-NABLE致力于利用3D打印技術(shù)為世界各地的殘疾人士制作定制化假肢。2015年，他們得到了歐特克基金會的幫助，后者以免費贈送用于機械設(shè)計的3DCAD軟件方式來支持他們的努力和活動。
3D打印的便捷性無疑正在重新構(gòu)建制造業(yè)對普通人生活的意義，正如歐特克CEOCarlBass在今年的歐特克大師匯上提到，“重新構(gòu)建問題常常是進行真正創(chuàng)新的關(guān)鍵”。
醫(yī)療或成“殺手級應(yīng)用”方向
以e-NABLE為例，盡管成立至今不到兩年，每年至少為有需要的人士提供了700到1000個義肢。
記者親身試戴義肢時發(fā)現(xiàn)，3D打印出來的手通過松緊帶固定在手臂上，比較輕便，只要手腕可以有30度左右的活動空間就可以使用義肢完成抓取的基本動作。不過，這對使用者的腕力有著一定要求。
在Justine看來，人們以前在設(shè)計義肢時只注重了功能性，而忽視了外觀，現(xiàn)在我們做的事情做好時也注重外觀，真的把它做成一個手的形狀�！艾F(xiàn)如今我們會問這些孩子，“你想要什么顏色？””
“我認(rèn)識的一個孩子告訴我他因殘肢經(jīng)常被其他同學(xué)取笑，同學(xué)都說"不要用你的手碰我"。但是自從有了一個紅色和黑色的3D打印義肢之后，他成為了學(xué)校里最酷的孩子，這讓他重新找回了自信�！盝ustin說。
僅在歐特克大師匯開幕的前兩天，參觀的志愿者就安裝了50個義肢。負(fù)責(zé)協(xié)助的歐特克工作人員John說，參與e-NABLE的志愿者有些人使用Blender或者SolidWorks進行，但更多的人使用的還是歐特克軟件，比如Inventor和Fusion360，甚至說小朋友也可以自己完成對義肢的設(shè)計。“每一次捐贈義肢，我們都讓孩子開心地笑了，家長感動地哭了。”John說。
義肢帶來的不僅僅是使用者生活上的便利，還體現(xiàn)了生產(chǎn)制造上的變革。打印義肢的零部件通常需要24小時，完成組裝則只需要2到3小時。更重要的是，3D打印大大降低了義肢的生產(chǎn)成本——制造義肢所需要的塑料、繩子和螺絲釘?shù)膬r格共計25美元。
這也大大縮減了產(chǎn)品工藝改進的反饋時間。在最初的設(shè)計中，一旦有一個手指停止了工作，那么其他的手指也不能再動，這就造成了在拿杯子的時候只有拇指和食指發(fā)力，而在后期改進時，設(shè)計師們借鑒了17世紀(jì)駕駛馬車的韁繩設(shè)計，讓其他手指還可以后續(xù)發(fā)力，在拿物品時更加穩(wěn)定。
而這僅僅是3D打印在醫(yī)療上的一個小小應(yīng)用。
“3D打印和制造的結(jié)合越來越緊密，主要還是因為它的定制化特色�！睔W特克工作人員Jessie在介紹一個可以替代骨盆活動關(guān)節(jié)部分的鈦模型時說。這個類似“人體軟骨”的模型像兩個扣著的小碗，上面留有一些洞口，這樣的構(gòu)造會讓人體的肌肉和骨骼自我修復(fù)時默認(rèn)這是一塊脆弱的骨頭，會更好地保護它，并可以在其內(nèi)部生長。
“每一個受傷個體都是與眾不同的，我覺得3D打印在醫(yī)療上的應(yīng)用絕對是"殺手級別"的，因為每個患者的傷處都具有獨特性，這是定制化的基礎(chǔ)。鈦是不會引起人體排異反應(yīng)的金屬，也可以應(yīng)用在3D打印上，這在傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品制造上難以實現(xiàn)。”Jessie說。
工業(yè)制造更加靈活
在歐特克美術(shù)館里，還有很多通過3D打印制造的其他應(yīng)用，比如與藝術(shù)結(jié)合的珠寶、弓箭、器皿。但更為實用的當(dāng)數(shù)首次亮相、由空中客車公司應(yīng)用歐特克軟件制造的世界上最大的座艙部件——機艙座位區(qū)和廚房的分隔墻。
“創(chuàng)成式設(shè)計、增材制造和新材料的發(fā)展已經(jīng)在改變著制造業(yè)的進程，創(chuàng)新型的公司如歐特克正在展現(xiàn)這種可能�！睔W特克CTOJeffKowalski說，“這不僅僅是一個有趣的假設(shè)性試驗，還是一個我們完全可以期待在飛機上很快實現(xiàn)普及的功能性元件。”
根據(jù)他的介紹，空中客車公司提出了他們的要求：先由工程師輸入了一系列限制條件，再由計算機的自定義算法生成若干模型，然后經(jīng)過人工篩選和比較并使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)，實現(xiàn)了較以往的產(chǎn)品重量減少了45%，這意味著飛行時一年可減少46.5噸二氧化碳的排放。
“很多工程師表示難以置信為什么會有異形設(shè)計，這是他們此前沒有想到的。新的設(shè)計不僅節(jié)約材料，同時也滿足相應(yīng)的壓力需求�！盝essie說。
一些業(yè)內(nèi)人士告訴記者，3D打印在國外已經(jīng)發(fā)展20多年，而在我國是近兩年才有所發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)還是處于一窩蜂制造設(shè)備階段，離真正完成設(shè)備、原料、設(shè)計軟件、服務(wù)供應(yīng)等上下游的完整產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)還有很長的距離。
“如果沒有發(fā)展與3D打印技術(shù)相匹配的新材料，一旦國外采取一些限制措施，那么我國的3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的規(guī)劃可能面臨‘無米之炊’的情況。”北京航空航天大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士關(guān)橋表示，“改變耗材制造依賴進口新材料的局面，時不我待�！�
在上市公司中，涉及金屬類等高難度3D打印材料生產(chǎn)的目前僅有包括銀邦股份、安泰科技等不多的公司，而這些公司也均僅處于研發(fā)階段，尚未能大規(guī)模向市場供應(yīng)產(chǎn)品。
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