测试拭子如何成为3D打印的生产胜利：很酷的零件显示特殊集

在冠状病毒大流行期间，我们已经看到了添加剂制造步骤．我们看到过去的3D印刷面罩，门开启者，面具，防护眼镜， 甚至通风机分割．但是有一个3D印刷品，也可以看到最好的制作故事制造业的表现：鼻咽拭子，诊断Covid-19案件所需的关键工具。

故事是生产在生产中的3D打印的宝贵案例研究，其中一些原因 - 其中，清楚地是数量。虽然以前我们打蜡了关于生产量的乐观态度成千上万要么成千上万的3D打印零件，添加剂制造商一起升起制作百万每周这些拭子。但这不仅仅是一个数字游戏。测试拭子是3D打印可以对产品的实际改进以及制造它们的过程进行真正改进的实例。观看剧集并查看下面的链接以了解更多;这段视频是关于在大流行期间如何推进的一系列系列的一部分。

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资源和链接

• printedswabs.org.
• 我们的测试拭子覆盖范围过去的视频更新4月6日和4月13日
• 关于起源的最近故事DLP技术和关注材料
• 光谱牙科印刷酷零件的集会,更多关于牙科3D打印实验室
• 我们的过去分辨率医疗专题

成绩单

斯蒂芬妮Hendrixson

在整个冠状病毒大流行中，我们看到3D印刷用于制作面罩，面罩，甚至呼吸机分离器。但是最好的制作故事出现在此时的实际上是鼻咽拭子。我们将在很酷的零件秀的这一集中讨论它。

皮特他

本集由Carpenter Additive为您呈现。为了应对冠状病毒的威胁，卡朋特进行了重组，写了一本关于COVID-19安全的书。请继续收看本集的最后一集。我正要和卡朋特公司的首席技术官大卫·格拉芙(David Graf)谈一谈，卡朋特公司采取了哪些策略，以确保员工在新冠疫情下继续生产时的安全。现在回到节目上来。

皮特他

我是皮特他

斯蒂芬妮Hendrixson

我是斯蒂芬妮Hendrixson。

皮特他

我们是AdditiveManufacturing.Media。而这是我们的节目，很酷的零件秀，在那里我们谈论酷炫的3D印刷零件，显示了适用于零件设计，产品设计和制造的未来可能的添加剂制造。

斯蒂芬妮Hendrixson

所以，在每一集里，我们都专注于一个特定的3D打印部件。在本节特别节目中，我们将讨论一类3D打印零件。这些是用于COVID-19检测的3D打印鼻咽拭子。所以我们应该说，我们现在正在遵守社交距离指导方针，看起来我们坐在一起，但实际上是两个不同的摄像机。我们坐在这张桌子的两端，它只是被编辑在一起，看起来我们是坐在一起的。

皮特他

所以鼻咽拭子，也许是我们有机会在酷炫的零件上谈论的最重要部分。重要的是因为它是及时的。我们在Covid-19危机中，我们走出了这场危机的能力，并回到正常的是，部分取决于我们的测试，很多和大量的测试，很多这些拭子会被需要。但也显着，因为它对通过这个节目的主题说出的方式，并且通过我们涵盖的additivemanufacturing.media，这是3D打印用于规模生产的承诺。我们已经谈到了通过3D打印进行的生产零件，我们已经真的很兴奋，有关数千次以上成千上万的零件的充分理由。这是通过数百万到数百万的3D印刷的一部分，这可能是最大的生产规模添加剂制造故事，就像在这个未来一样，我们正在跳跃制造业的未来。但是让我们先回来，这些拭子。斯蒂芬妮，为什么这些拭子这么重要？他们如何使用？ What are they for?

斯蒂芬妮Hendrixson

右，因此这些鼻咽拭子或NP拭子用于Covid-19测试过程。还有其他方式擦拭，就像有鼻拭子，喉头拭子一样，但这些应该是最可靠的。因此，如果您经过测试，医疗保健专业人员将采取其中一个拭子并将其插入鼻子到喉咙后部，它们必须旋转它以获得一个很好的样本。然后，如果你会发现这些有一个休息点，所以他们实际上将它分成一个小瓶，以将它运送到实验室。所以整个东西都没有去实验室。因此，传统上，这些将用像塑料轴一样用注射成型制成，然后您将有某种像人造丝或聚酯植绒。但是你可以看到我们今天要谈论的3D印花。它们都是一种材料。我想在这里花点时间，只是说我们将谈论并显示今天我们已经通过临床测试的所有拭子。它们可用于发货。 A lot of them have come out of the PrintedSwabs.org consortium, which is a group of printer builders that have come together to develop and prove out these these swaps. So these are all real parts that we're talking about today.

皮特他

一种工具，一种设备，通常是通过注射成型制造的，就像你说的，通常是通过传统生产制造过程制造的它既有传统生产的优点，也有传统生产的局限性。这些棉签的标准版本有几个主要供应商。一个是在意大利和受疫情严重打击的地区。在美国缅因州也有一家公司，叫做Puritan。它们都面临着我们在这场危机中看到的医疗用品的生产限制，也就是传统的生产流程或设备。它的设计是为了达到一定的最大产量，在紧急情况下，很难快速扩大到更高水平的产量。3D打印没有同样的限制。3D打印正在对此做出回应。为什么3D打印在这里如此重要?这是为什么呢? Why is that the answer?

斯蒂芬妮Hendrixson

是的。所以只是为了扔掉几个数字。所以Puritan，你在缅因州提到的公司，他们现在拥有能力，每月生产2000万这些拭子。所以让我们说每周500万，他们正在努力扩大他们的能力，他们想要加倍这个号码。但是，估计我们可能需要多达3000万这些拭子[每周]做足够的测试能够打开国家，并知道我们正在弯曲曲线。因此，3D印刷在能够提取那种生产的数量方面有助于帮助。但是，它有几个其他真正的优势。所以我们之前提到的，印刷的拭子只是一种材料，所以没有额外的装配。有一种像你在暗示的工具列表过程。如果您是注塑成型，则需要模具。 And if you want to increase your production, you probably need more molds. So that's that's a holdup. And 3D printing is also a really digital process. So if you have the right printer, the right material and the part file, you can make these parts. And what we're seeing is a lot of the printer builders are sort of activating their user network and having their users make these swaps because it's easy to distribute production by just distributing that part file.

皮特他

3D打印的棉签。它们不仅仅是通过注射成型制成的完全相同的棉签的3D打印版本。拭子必须为3D打印重新设计基本上是为这个过程重新设计。为这个过程设计的棉签必须经过验证以确保它们是有效的，新的设计和旧的设计一样有效。这说明了另一个优势，我认为3D打印，这是一个快速产品开发的机会。你可以构思一个设计，制作一个部分，测试这个设计，调整它，制作另一个，不断迭代一个又一个设计，快速到达你想要的地方，甚至制作不同的迭代，不同的可能性。通过一次性打印一堆设计想法，同时进行大量的并行开发。这就是3D打印反应的方式。我们很快就设计出了3D打印的交换器。Origin就是其中一家公司。 Origin makes production scale 3D printers, 3D printers for industrial production, and Origin now is devoting the machines it has in its own facility to swab manufacturing. Origin has very quickly become a nasopharyngeal swab manufacturer at scale, Chris Prucha is CEO of Origin. And he talked a little bit about that rapid design development process and how that played out with their 3D printers.

克里斯普鲁托

每个人都有自己的设计。Formlabs是第一个。然后哈佛附属医疗中心BIDMC，创建了这个围绕3D打印棉签的开放项目，有很多知识共享，你知道，最好的设计进入了安全第一阶段试验。然后第二阶段灭菌和可伸缩性,你真的能生产这个东西作为医疗设备在规模,然后第三阶段这是一个安全有效的替代传统制造的NP拭子和通过这一过程,得到这个漏斗在另一边,在BIDMC研究和临床试验中，Carbon, Envisiontec, Origin和HP都有工作棉签，与传统棉签具有难以区分的一致性。这意味着它们和传统的NP拭子一样有效。他们都很安全。所以这是一个非常重要的里程碑式的研究，尤其是快速完成临床试验。在结合设计产品的同时，基本上是在一个开放的空间。这些公司联合了Formlabs和Desktop Metal, Ric Fulop，能够将我们的样本送到任何需要的地方。 And so we as an industry, we can provide, you know, more than 10 million swabs per week. So the advantage when you look at the 3D printed product is you know, We're able to print 1500 of these at a time in less than eight hours. And so essentially, you're, you know, across 50 printers, which is what Origin has deployed, you're producing many, many swabs per second.

皮特他

所以传统的工艺是注射成型。扩大生产规模的方法是许多制造商同时在注塑成型中工作，唯一的方法是如果他们都有一个模具，每个人都必须有模具工具，以便并行生产。这是一个限制。这并不是3D打印增材制造的限制。为了扩大那里的生产规模，让很多制造商参与进来，你只需要共享数字文件。你不断分享数字文件，你把文件发送给越多的人，参与制作的人就越多。这就是为什么增材制造具有如此大的可扩展性，也是为什么它能应对这场危机的部分原因。

但我们应该说我们谈论3D打印时，因为我们已经获得了一些第一次观众，我们甚至可能是第一次考虑一些正在考虑工业3D打印的人。所以我们没有谈论3D打印机，就像你在桌面上你可能看到的机器一样，那就是一个爱好者可能会使用的。而且我们甚至没有谈论3D打印，这是单个喷嘴，挤出机的形式，逐层铺设材料层。有工业3D印刷工艺和工业机械，用于规模生产，添加剂制造。这就是你和我认为这就是我们写的。这就是添加剂制造媒体的全部。那你为什么不谈论这一点？你能谈谈一些工业3D打印过程，对制造拭子非常重要吗？

斯蒂芬妮Hendrixson

对，所以我们真的看到了这里使用的两种不同的印刷技术。因此，首先是使用立体声光刻或数字光处理来固化液体树脂的树脂的打印机，因此这些机器将具有树脂的增压率，然后通常将构建板悬挂在其上方。然后，随着树脂的固化，它上升，并且部件从该构建板上倒置悬垂。因此，这些是来自碳的打印机，来自原点，Envisiontec，Formlabs，所有这些都被用来制作拭子。所以正在使用的其他进程实际上真的很不同。它是多次喷射融合，这是惠普的专有过程。因此，这是一种基于粉末的过程，在床上有粉末塑料，打印机掉落融合剂，有点像粘合剂喷射机上塑料，然后它与红外线融合。因此，两种不同的过程，基于不同流程的拭子设计的差异，我们会看到一些这些例子。

皮特他

好，让我们继续。让我们来谈谈设计。所述常规拭子是具有末端有织物植绒的模压部分。这是一个单一的3D打印表格，它完成了所有这些。所以，再一次，这些不仅仅是3D打印的版本，而传统上是需要重新设计3D打印来完成同样需要的功能。这有很多方面。需要是什么?一个坚硬的手柄，但是棉签的顺应部分不那么坚硬，这需要进入病人体内。一个收集样本的头，有这个3D打印的晶格形式代替了蜂群完成的工作，并起到了完全相同的作用。还有这个断点,拭子已经打破,因为只有上端发送了分析处理成为多余的在这一点上,可以扔掉,把它发生干净需要轻松的时候需要,但永远不会发生意外,作为测试的一部分,它不能发生。 So the rapid design development of this product, that's what it was all about. It was about tweaking it, redesigning it, getting this form just right so that it operates just as well as the conventional swabs do. had to go through clinical testing clinical validation. Most of these swab designs have gone through that validation as this one has at the Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston.

斯蒂芬妮Hendrixson

所以我们已经了解了五种验证的设计，所以实际上，克里斯普鲁奇来自原产地告诉我们一些不同的设计。

克里斯普鲁托

所以我们一直是nTopology的合作伙伴，他们有一个非常非常伟大的生成设计软件产品，我们已经使用了很多年，并且已经看到了发展。我们可以和他们一起从头开始设计一个参数化设计的拭子。它有效地让我们做的是，因为我们不是从一个现有的部分开始，整个部分是在nTop平台上设计的所有东西都是参数化的。所以我们可以调整，例如，你知道，像这样的事情，你知道，你要打破这个棉签，它必须打破一个小瓶。所以我们可以有关于断点如何工作的参数。所以我们可以用我们的打印过程和材料打印出各种不同的断点，并对其进行调整，所以它是完美的。然后我们可以在尖端设计方面做同样的事情，这是一个格子，你知道，尖端设计的尺寸是多少?晶格遵循的规则是什么晶格单元的大小参数是什么。我的意思是，我们可以操纵很多很多的参数。然后这个尖端连接到一个有锥形的柔性面板，所有这些都是参数化的来控制这个产品的设计。

我们实际上做了一个设计实验，当最初的产品被设计出来的时候，我们能够设计出超过20种不同的棉签并且一次性打印出来。我们把它们提交给了第一阶段临床试验。我们可以通过一种类似于自然选择的方式，选择最好的。然后从那个版本中，我们可以做另一套迭代，那个最好的设计，然后我们选择最好的。然后我们有两个候选人送去进行第三阶段临床试验。,因为我们可以线轴生产棉签的数千人,我们可以,提交两个样本的临床试验,并且他们能够就决定使用哪一个更有前途,是进入了第三阶段。这是一种全新的产品开发方式。你知道，这不仅仅是生成性设计。这是关于并行反馈的快速迭代。这就是我们看到的东西，你知道，我曾经在苹果工作。 As a software engineer, what you see in the software world, you make 20 variants, and you put it out there, you get the data. And then you iterate really fast. And we did that. You know, in this case, we did it with a medical product in a clinical trial, and I think this is the first, you know, parametrically designed, fully parametrically designed medical product.

斯蒂芬妮Hendrixson

所以我们在我们面前两个不同的例子。所以这些是Formlabs拭子。所以出现的第一个设计之一，它们有一种像纹理提示一样收集样本。那些你拥有的原产地拭子。Envisiontec和Carbon Swabs看起来类似的，然后HP拭子完全不同。它有一种像螺旋一样的那样，我想象有点易于打印和清洁那种技术。

皮特他

Formlabs, Origin, Carbon, HP, Envisiontec，你们给出了制造3D打印机的公司的名字这些是这些是工业增材制造技术的制造商。难道只有这些机器制造商在生产棉签吗?或者还有比这更重要的事情吗?

斯蒂芬妮Hendrixson

对，所以这是一个真正的混合。我们之前讲过Origin公司，他们在生产设备中制作棉签。有很多建筑商在混合他们自己做一些。Formlabs是一个例子，他们在俄亥俄州有一个工厂有200台打印机他们在那里打印棉签，但他们也使用客户来制作这些棉签。另一个例子，Carbon把他们所有的支持都放在Resolution Medical上，这是他们的主要客户。决议实际上设计了碳拭子他们正在处理所有其他碳使用者的拭子除了他们自己做的。以惠普为例，听起来像是Fathom和Forecast 3D等几家关键服务机构将成为真正的幕后黑手。

皮特他

好的，所以，所以已经和你在一起你能够记住的名单，那是很多公司所涉及的，你能说出这一切的那种生产量会加起来吗？

斯蒂芬妮Hendrixson

所以，它是，它在所有这些不同的地方分发。所以这有点难以掌握它，但只有两个例子。因此，原产地有50个打印机在他们的设施上运行。他们有一个真正自动化的过程，他们如何清洁和处理这些过程，他们说他们可以在他们的设施中每周赚100万。为了比较，决议医疗正在处理每周100万次拭子，但这就是他们在六个打印机上打印，加上所有其他碳的碳素用户都为这一努力提供了贡献。所以它已经蔓延了。目前我认为估计是，所有的3D打印工作都将在一周内产生1000万拭子的东西。

皮特他

好了，我想谈谈你一开始说的你说它是分布的，对吧?这就是分布式制造。这说明了一个微妙但重要的问题，那就是，没有大型棉签工厂。连几个不同的取样工厂都没有。所有这些不同的制造商，添加剂制造商，在同一时间生产。有些是大型的，有很多3D打印机，有些是小型的，只有几个3D打印机。但是，数字文件的传播范围越广，不同的制造商就能参与到生产中来。就像你提到的，它分布得非常广泛，而且是有机的，你甚至都不知道现在有多少生产在进行。但只要你有合适的3D打印机来设计你的零件文件。任何拥有合适打印机类型的人都可以参与这项工作。 And that distribution of manufacturing is what has allowed us to essentially reshore swabs manufacturing in just a matter of weeks.

斯蒂芬妮Hendrixson

是的，所以它比合适的打印机稍微复杂。您还需要有合适的材料。这些拭子是一级豁免医疗设备。所以你需要在FDA注册。但是，你知道，如果你设置了正确的材料，那么正确的打印机正确的过程，你可以制作这些拭子。因此，它实际上证明牙科实验室非常适合做这种工作。所以你可能会记得我们最近做了一集关于Spectrum Dental，俄亥俄州哥伦布的印刷实验室。你想回顾我们所谈的是什么吗？

皮特他

那一集的重点是开发一种为病人定制的护齿套。但我认为这里最值得注意的是一个牙科实验室已经在制造进入人体的产品，就像这个棉签。

斯蒂芬妮Hendrixson

右，所以实际上，这些拭子在我面前，这些拭子在频谱牙科印刷的Formlabs打印机上印有。所以我向他们伸出了解他们如何参与这个项目。这就是Sarah Wells和Bradley Purcell博士的说法。

布拉德利博士普罗尔博士

Formlabs联系我们，希望我们的设备能够处理一些FDA合规问题，但同时也需要能够为医院打印COVID的鼻咽测试棉签，因为我们的测试短缺。所以我们很早就开始了。所以我们一直在打印，我们每天能打印1200张。最困难的是，作为一家刚起步的公司，我们必须设法找到客户。

莎拉韦尔斯

我认为我们有利的是因为我们已经使用了，你知道，生物相容性的材料。其中一些更大的制造商曾经能够使用这些制造商，那些树脂。但这是表格上的一个构建平台。所以我们可以立即获得大约324个，这需要15个小时，所以你知道，每天一轮，所以我们所有的打印机都可以做大约1200。

布拉德利博士普罗尔博士

您知道，作为该过程的一部分，我们必须3D打印我们自己的固化盒。

莎拉韦尔斯

所以你可以在这里看到他们的一大吨，你知道，以及他们跑步的问题是试图治愈所有这些，他们正在弯曲或翘曲。因此，我们的设计来自Formlabs与南佛罗里达大学和某人提出了一种固化盒设计。这是在这些小帖子上。我暂时拆开了。但它坐在这些帖子上，你只能在这里包装它们，然后将它们直接固化，以便他们不会翘曲或弯曲。

斯蒂芬妮Hendrixson

因此，Spectrum是牙科实验室的一个示例，该实验室的3D打印用户被调用为拭子的添加剂制造的这种分布式网络。

皮特他

这能解决问题吗?所有这些生产，所有这些制造拭子的过程，是否解决了检测COVID-19的需要?

斯蒂芬妮Hendrixson

这是个好问题。棉签非常重要。它们对这次测试至关重要，但现在还不是问题的全部。如果你想想这些测试套件里有什么，你有棉签，但是你还有用来运送样本的小瓶，小瓶里有病毒运输介质，这两种东西，都有短缺的迹象。还有一个问题是实验室的能力。所以要有足够的设备，正确的试剂，有足够训练有素的工作人员来进行这些测试。所以做更多的棉签会让我们更接近。这并不能完全解决问题。

皮特他

你知道，在这个问题中，在这个故事中，NP拭子，它与增材制造相互作用的方式，它说明了增材制造。我想知道，斯蒂芬妮，有很多收获，但我想知道是否有什么特别打动了你。

斯蒂芬妮Hendrixson

是的。所以早些时候你提到了回顾。而且那是一个好点。但是发生了更多的事情。在整个大流行情况下，我们已经看到了这些实例，供应链因某种原因或另一种原因而崩溃。通常是因为有一个或两个主要制造商的一些关键项目。我们有点用呼吸机。我们现在看到了拭子。以及3D打印让我们不仅仅是制作这些产品的不同方式，在某些情况下为这些产品的设计不同，但它实际上只是一种不同的制造方式。如果您有许多较小的制造商分布靠近产品所需的位置，那么您最终会提供一种供应链，只要您拥有更多地点的制造商即可更安全。

皮特他

天啊，这是一个很好的观点，一个很好的契机增材制造的前景我们已经看到很多人已经看到了。我们已经看到了它的到来。就像，在这段时间里，因为这种需求，我们已经跨越式地实现了这个承诺它不仅给了我们当前危机的答案，还为我们描绘了一幅制造业发展的图景。我们正在重新思考如何生产，我们正在重新思考如何组织供应链以及它可能是什么样子。如果我们在未来更多地依赖增材制造和分布式制造，那么我们就不会像今年那样容易受到供应短缺的影响。

斯蒂芬妮Hendrixson

正确的。所以分布式制造，这是我们已经讨论了很多年的事情。这是我们一直知道添加剂制造可以做到的事情，但由于冠状病毒大流行，我们正在消除我们自己设置的一些障碍。所以这是所有这些不同的制造商聚集在一起的情况。他们正在与其他公司合作，否则他们会认为自己是竞争对手，他们正在共同努力实现这一点。我想也许我们会看到更多的开放，更多的合作。并希望在未来更多的分布式制造因为这一点。

皮特他

所以，这也就是说。所以是的，我们在这一集中看到的这些公司，在这一集中提到，他们竞争。而且竞争是一件好事，因为它让我们更好的技术。但是，如果它们更好地能够相互关联和互连，也在某种程度上进行了这些不同的技术，这使我们能够更加迅速地让我们更加迅速，这更加复杂的制造生态系统将使我们所有人受益。

我想就到这里吧。这个NP拭子的故事有很多值得讨论的地方，这个故事的很多方面它对制造业的影响，我们已经试着暗示了很多。感谢收看《酷零件秀》。

斯蒂芬妮Hendrixson

如果您刚刚找到该节目，您可以在YouTube或Thecoolpartsshow.com上观看我们之前的两个季节和其他特殊剧集。我们现在正在三个季节。因此，如果您在YouTube上，请继续并订阅并单击铃声图标以便尽快通知。

皮特他

再见。