Компании в сфере 3D-печати осваивают новые направления

Во всем мире сегодня различные транснациональные компании и стартапы перенастраивают свои суперсовременные 3D-принтеры для того, чтобы решить проблему нехватки критически важного медицинского оборудования, возникшей по вине коронавируса.

Среди тех, кто направил свой инженерный и производственный потенциал на помощь больницам и медработникам, такие индустриальные гиганты, как Siemens и General Electric (GE), технологические компании вроде HP и небольшие специализированные предприятия, как испанская Aenium Engineering. Чтобы люди видели, какие усилия 3D-индустрия предпринимает в различных странах мира, пионер в сфере 3D-технологий немецкая компания EOS GmbH во вторник даже запустила специальный веб-сайт 3DAgainstCorona.

Компания Aenium, которая еще недавно занималась производством компонентов для аэрокосмической промышленности, всего за две недели переключилась на выпуск фильтров необходимых для медицинских защитных масок. Используя лазерные технологии для производства сверхлегких металлических деталей, компания разработала четырехслойный фильтр из медицинского полимера. Он может быть использован как в масках, напечатанных на 3D-принтерах (сейчас такие маски разрабатывает корпорация HP), так и в существующих моделях аппаратов для искусственной вентиляции легких.

Сегодня многие промышленные компании переключились на выпуск различного медицинского оборудования вроде аппаратов для искусственной вентиляции легких и респираторов. Благодаря 3D-принтерам производители способны запустить новое производство намного быстрее, выпуская на одной фабрике целый ряд товаров и делая это там, где они нужнее всего. Суть технологии заключается в том, что различные продукты создаются при помощи последовательных слоев, а сами продукты могут иметь любую форму и производиться из самых разных материалов. Исходная цифровая копия может быть отправлена на принтер, расположенный непосредственно возле больницы, из любой точки мира, что полностью устраняет все логистические препоны.

 Фильтры для масок производства компании Aenium Engineering.
ФОТО: AENIUM ENGINEERING

Один из мировых лидер индустрии, компания HP, использует свои принтеры в США и Испании для производства больничного оборудования, включая фиксаторы для масок и защитные экраны для лица. Кроме того, HP задействовала возможности своих клиентов, у которых есть простаивающие принтеры, например зуботехнические фирмы. Эти компании, оказались в числе первых, к кому обратилась HP, в том числе и потому, что они уже сертифицированы Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для производства медицинского оборудования.

Компания Siemens, один из крупнейших мировых производителей медицинского оборудования и лидер в ряде современных производств, также задействовал свою международную сеть клиентов, занимающихся печатью на 3D-принтерах, включая автопроизводителей, в производстве медоборудования. Кроме того, компания подключила к этой работе свыше 100 своих принтеров в США и Европе. Еще две крупные компании – GE и Boeing печатают маски для лица.

По словам Филипа Геертса, генерального директора CECIMO (Европейской ассоциации отраслей станкостроения), для компаний в сфере 3D-технологий текущая ситуация предоставляет «огромные возможности».

«Можно наглядно продемонстрировать, как кастомизировать производство и как это сделать без логистических издержек прямо на выбранном месте», — говорит он, отметив, что ассоциация уже призвала своих членов оказать помощь.

Однако такое аддитивное производство, как печать на 3D-принтерах, по сути, только начало развиваться, и все используемые материалы и производственные методы еще необходимо адаптировать под конкретные цели. Требования для продукции медицинского назначения, в частности для респираторного оборудования, особенно высокие. К примеру, недопустимо, чтобы напечатанные детали выделяли опасные частицы или представляли другую угрозу.

Кроме того, с технологией 3D-печати наращивание производства происходит не так быстро, как например, при большинстве традиционных способов вроде инжекционного прессования, и оно более дорогостоящее. В обычное время никто не станет печатать на 3D-принтере такие одноразовые предметы, как фильтры, палочки для взятия мазка из носа или защитные маски. Однако в условиях катастрофической нехватки этих предметов, это помогает восполнить дефицит.

Для тех же компаний, которые ранее печатью медицинского оборудования не занимались, получение сертификата может стать проблемой. В особенности, по данным властей, угроза возрастает из-за рядовых любителей технологий 3D-печати, которые горят желанием помочь местным больницам.

«Каждый умелец в гараже пытается сделать свои собственные маски, а потом прийти в больницу в снаряжении, которое никто не проверял», — говорит Кит Паркет, профессор Гарвардского университета и подполковник в запасе.

В настоящее время он сотрудничает с руководителем местного стартапа в сфере 3D-печати компанией Desktop Metal с целью решить проблему нехватки инструментов для взятия мазков из носа.

 
Дверная ручка, разработанная компанией Materialise для того, чтобы люди могли открывать двери, не используя кисти рук.
ФОТО: MATERIALISE

Впрочем, для некоторых продуктов сложной сертификации не требуется. Бельгийская компания Materialise, которая предлагает услуги и ИТ-решения для пользователей 3D-принтеров, недавно опубликовала в свободном доступе три проекта специальных дверных ручек, при помощи которых можно открыть дверь, не используя кисти рук. В число клиентов компании входит и исследовательский центр Mayo Clinic, где печатью на 3D-принтерах занимаются вот уже 14 лет, отмечает Джонатан Моррис, радиолог и медицинский директор лаборатории Mayo Clinic по 3D-печати. В настоящее время исследовательский центр совместно с рядом организаций работает над созданием медицинских и защитных устройств для борьбы с коронавирусом. Более того, многие клиники также начали предпринимать самостоятельные усилия в области использования возможностей 3D-печати.

Как рассказал Скотт Дрикасис, глава медицинского направления по Северной и Южной Америке компании Stratasys LTD., когда речь идет о деталях требующих особых знаний, крупные компании в сфере 3D-печати ежедневно созваниваются с медицинскими специалистами и представителями госорганов, чтобы обсудить дизайн продуктов и способы их тестирования. Srtatasys – это крупная компания по печати на 3D-принтерах, с двумя офисами – один в городе Иден-Прери (штат Миннесота, США), другой в Реховате (Израль). По словам Дикасиса, никогда раньше он не видел столь тесного взаимодействия между компаниями-конкурентами.

К примеру, над производством фильтров, сертифицированных по стандарту респираторов типа N95, компания Aenium работает совместно с HP и EOS. Получить данные по дизайну фильтра можно бесплатно, поэтому другие компании, занимающиеся 3D-печатью и у которых есть подходящие машины, также могут выпускать эти пористые пластиковые диски.

«У нас есть все необходимые знания и сейчас мы используем их применительно к медицинскому сектору», — говорит менеджер Aenium Хосе Мигель Ампудиа.

Причиной, по которой профессор Гарвардского университета Паркер начал сотрудничать с Риком Фулопом, главой компании Desktop Metal, стала острая нехватка тестовых наборов для взятия мазка из носа. Потребность в этом продукте настолько высока, что Вашингтон даже снарядил военный самолет для того, чтобы тот забрал этот товар у единственного крупного производителя в Италии и доставил его в США.
 

Палочки для взятия мазка из носа производства фирмы Formlabs.
ФОТО: FORMLABS

В поисках быстрого решения проблемы, мужчины привлекли к сотрудничеству такие компании в области промышленной 3D-печати, как Formlabs и OPT Industries с целью разработать палочки для взятия мазка, которые можно было бы напечатать. В итоге им пришлось переработать саму структуру такой палочки, в частности заменить хлопок, который обычно используется для сбора слизи у пациента, на мягкие волоски из пластика. И совсем недавно FDA разрешило массовый выпуск изделия.

«Если бы неделей раньше вы спросили меня, может ли кто-то начать новое производство и всего за неделю получить разрешение FDA на выпуск миллионов единиц продукции, я бы ответил, что это полное безумие. Но мы это сделали», — говорит Фулоп.

Daniel Michaels, Asa Fitch