據悉，來自密歇根理工大學的Joshua Pearce 教授領導的MOST實驗室團隊有意制作了對高溫3D打印機進行了開源設計，這些設計通過" Open source high-temperature RepRap for 3-D printing heat-sterilizable PPE and other applications " 已經發布在專門針對COVID-19技術的HardwareX特刊中。
Graphical abstract圖形摘要

根據世界衛生組織的報告，COVID-19的迅速傳播導致美國和歐洲的呼吸機等醫療設備以及個人防護設備（PPE）從當地到全球范圍內出現短缺。這場由SARS-CoV-2病毒引起的冠狀病毒疾病（COVID-19）傳播已經使區域性醫療基礎設施不堪重負。小型公司、傳統制造商和微觀裝配實驗室(fab Lab)的分布式制造（其中的產品在本地生產）激增。
使用臺式機制造甚至可以在個人層面上進行分布式制造，從而為大量產品節省了消費者的錢，包括個人設備和柔性產品。分布式制造，也稱為分布式生產、云生產和本地制造，是企業使用地理分散的制造設施網絡（通過信息技術進行協調）進行的分散制造的一種形式。它還可以通過具有歷史意義的家庭手工業模型來指代本地制造，或者指代在消費者家中進行的制造。分布式制造還可用于克服一般醫療用品的這些短缺，特別是用于醫療面罩（約占總數的60％）、呼吸器材料和呼吸機的換氣扇。具有3D打印的分布式制造已被用于有效地制造呼吸器的定制零件，也許*重要的是用于PPE，以幫助減少疾病的傳播，包括面罩、口罩、頭盔改造、呼吸閥和可重復使用的N95呼吸器。

這種3D打印PPE的絕大部分是一次性使用后即可丟棄的（例如防護罩和面罩），并且對3D打印PPE的再加工和再利用存在重大挑戰。之前已經有許多研究抗微生物聚合物的使用，但尚未證明對病毒有效。3D打印有助于延伸一次性PPE和可重復使用面罩的供應（可重復使用的呼吸機來了？）。但是，由于3D打印機/用戶功能的差異很大，因此產生的零件質量也存在很大差異，而且由于基于材料擠壓的3D打印的多孔性讓其中某些技術令人懷疑，使該方法的實施也面臨著挑戰。對于某些PPE，例如廣泛的3D打印面罩，化學方法可能就足夠了，但對于口罩，建議不要使用像肥皂水、酒精、漂白劑、環氧乙烷和電離輻射這樣的直接方法。即使病毒顆粒進入多孔介質中，也要使用口罩代替面罩，而使用滅菌箱被認為是家庭消毒的*有效方法。一臺低成本、可以打印高溫聚合物，從而能夠制造可熱滅菌的PPE的3D打印機因疫情原因面臨廣泛需求。
由于常用塑料的熔點(和變形溫度)相對較低，使用高溫滅菌對于普通的三維打印方法（材料擠出熔融長絲制造（FFF）/熔敷沉積模型（FDM））是不可行的。通常，基于FFF的打印機可打印熱聚合物，例如聚乳酸（PLA）、ABS、和PETG，后者已成為大多數COVID-19的首選打印材料。盡管還有其他3D打印方法，但是FFF是自復制快速原型開發程序（RepRap）項目的開源版本，由民主化帶來的低成本發展，是*廣泛使用的增材制造技術。
但是，先前的研究主要集中在低溫熔融塑料（例如PLA，ABS PETG和其他常見的商用長絲，例如尼龍和熱塑性聚氨酯(TPU)）上。這也是因為具有耐高溫性能的3D打印機的價格普遍較高且可訪問性較低（例如，Aniwaa列出了2020年上市的7臺高溫3D打印機，價格范圍從25,000美元到110,000美元，*高費用超過50,000美元）。由于在高于250°C的溫度下進行打印存在挑戰，因此此類高溫打印機的成本很高。先前為降低高溫3D打印機成本而進行的嘗試是對現有系統的進行改造。NASA增強了商業開源Lulzbot Taz（本身就是RepRap），Zawaski和Williams展示了用于倒三角型高溫3D打印機的設計。在此之前的工作基礎上，來自密歇根理工大學的研究人員原型化并驗證了笛卡爾式高溫3D打印機，該打印機可打印PPE和其他零件以應對COVID-19。

(A)面板安裝，(B)內部用鋁帶密封，(C)在床上打印測試。

(A)打印機已準備好進行接線，從(B)右和(C)左正視圖。
高溫3D打印機Cerberus的規格：
三頭自我復制快速原型制作器（RepRap）
開源的，可以不到1000美元建造
攝氏200度的加熱床
攝氏500度的熱端
帶1千瓦空間加熱器芯的隔離式加熱室，帶電源電壓室和床加熱裝置，可快速啟動
印刷拉強度分別為77.5和80.5 MPa的聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酰亞胺(PEI, ULTEM)

消防人員用電動空氣凈化顆粒呼吸器（PAPR）的規格：
開源，可以進行3D打印，并與廣泛可用的組件組裝在一起，價格不到150美元，可替代商業轉換套件（節省85％）或專有的PAPR（節省90％以上）
參數化設計可以適應其他核心組件，并且可以專門定制適合消防員設備，包括其吊架
可控制的氣流及其設計使呼吸即使呼吸機斷開或電池沒電了
滿足國家職業安全與健康研究所（NIOSH）氣流要求的四個小時，比預期的常規使用量高300％

緊急呼吸機規格：
可以進行3D打印，價格低于$ 170
基于開源Arduino控制器和3D可打印基于參數組件的結構的復蘇系統
控制的呼吸模式，潮氣量為100至800毫升，呼吸速率為5至40次呼吸/分鐘，吸氣與呼氣比為1：1至1：4
該系統旨在通過使用串行外圍接口來實現測量電路的可靠性和可擴展性，并且由于采用了面向對象的算法方法，因此能夠連接其他硬件。
在人工肺上進行峰值吸氣壓力(PIP)，呼吸頻率(RR)，呼氣末正壓(PEEP)，潮氣量，近端壓力和肺壓力測試后的實驗結果表明，其重復性和準確性超過了BVM- 基于手動通風。


PEKK高溫打印口罩。
Pearce表示這些設計的本質是使用提供的協議和參數設計文件，相對容易通過測試添加所需的功能。我們希望這樣的設備其他人可以在此基礎上制造，獲得所有國家的全面監管批準以確保人類為下一次大流行做好準備。