Analysis of the possibility of employing 3D printing technology in crisis situations

• Autorzy: Wysoczański Andrzej , Kamyk Zbigniew , Yvinec Yann

Identyfikatory

DOI

10.37705/TechTrans/e2021008

Warianty tytułu

PL

Analiza możliwości zastosowania technologii druku 3D w sytuacjach kryzysowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Events related to climate change and the increase in the occurrence of natural disasters, as well as the increasing incidence of new diseases, have all caused the prominence of regional security and crisis management around the world to rise. Three-dimensional printing, which has seen noteworthy developed in recent years, both in terms of print parameters, and the magnitude of the production potential, may prove helpful in this matter. Enormous opportunities have arisen which, if properly directed, can save human life and preserve health in crisis situations, when traditional supply chains could be disrupted or even prevented. The use of additive technologies, however, has its limitations and in order to be able to take full advantage of the opportunities they offer, a legitimate functional system should be created and embedded within proper structures to support crisis management. This paper presents the advantages and disadvantages of using 3D printers and the possibility of their implementation as part of the current crisis-response systems. The article proposes a model for incorporating additive technologies into the crisismanagement system.

PL

Zdarzenia związane ze zmianami klimatu i nasileniem się naturalnych kataklizmów oraz częstszym występowaniem nowych chorób spowodowała wzrost znaczenia bezpieczeństwa regionalnego oraz zarządzania kryzysowego na całym świecie. Pomocny w tej kwestii może okazać się wydruk trójwymiarowy, który w ostatnich latach znacząco się rozwinął zarówno pod względem parametrów wydruku jak i wielkości potencjału produkcyjnego. Stwarza to olbrzymie możliwości, które odpowiednio pokierowane mogą ratować życie i zdrowie w sytuacjach kryzysowych, gdy klasyczne łańcuchy dostaw zostają zaburzone lub wręcz przerwane. Wykorzystywanie technologii przyrostowych posiada jednak swoje ograniczenia i by móc wykorzystać w pełni oferowane przez nie możliwości, należy stworzyć i osadzić prawnie funkcjonalny system do wsparcia zarządzania kryzysowego. Niniejsza praca skupia się na pokazaniu wad oraz zalet wykorzystania drukarek 3D oraz możliwości ich implementacji do obecnych systemów przeciwkryzysowych. W artykule został zaproponowany model włączenia technologii przyrostowych do systemu zarządzania kryzysowego.

Słowa kluczowe

EN

3D printing; 3D farms; distributed manufacturing; additive technologies; COVID-19

PL

druk trójwymiarowy; farmy 3D; produkcja rozproszona; technologie przyrostowe; COVID-19

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 118, iss. 1
• Strony: art. no. e2021008
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il.

Twórcy

autor

Wysoczański Andrzej

• Department of Engineer Equipment, Bridging and Crossing Systems, Military Institute of Engineer Technology

autor

Kamyk Zbigniew

• Department of Engineer Equipment, Bridging and Crossing Systems, Military Institute of Engineer Technology

autor

Yvinec Yann

• Department of Communication, Information, Systems and Sensors (CISS), Royal Military Academy, Brussels, Belgium

Bibliografia

• 1. 3D Printing Market Size, Share & Trends Analysis Report (2020). Grand View Research.
• 2. Akcja Drukarze Dla Szpitali (online). https://www.drukarzedlaszpitali.pl/ (online: 24.04.2020).
• 3. ARME (online). https://armeevent.com/ (online: 24.04.2020).
• 4. Bogdanowicz, K.A., Pirone, D., Prats-Reig, J., Ambrogi, V., Reina, J.A., Giamberini, M. (2018). In Situ Raman Spectroscopy as a Tool for Structural Insight into Cation Non-Ionomeric Polymer Interactions during Ion Transport. Polymers, 10, 416.
• 5. Bogdanowicz, K.A., Maleczek, S., Drabczyk, K., Iwan, A. (2020). Engineering Concept of Energy Storage Systems Based on New Type of Silicon Photovoltaic Module and Lithium Ion Batteries. Energies, 13, 3701.
• 6. Budd, L., Griggs, S., Howarth, D., & Ison, S., (2011). A Fiasco of Volcanic Proportions Eyjafjallajökull and the Closure of European Airspace. Mobilities, 6, 31–40.
• 7. Cloudhury, K.D., Saha, S., Das, M. (2011). An inventory model with Lot Size Dependent carrying/holding cost. Assam Univ. J. Sci. Technol. Phys. Sci. Technol.,7, 133–136.
• 8. Dz. U. 2007 nr 89 poz. 590, Ustawa z dnia 26 kwietnia 2007 r. o zarządzaniu kryzysowym.
• 9. Erbeyoglu, G., Bilge, Ü. (2020). A robust disaster preparedness model for effective and fair disaster response. Eur. J. Oper. Res., 280, 479-494.
• 10. Farahani, R., Lotfi, M.M., Atefeh, Baghaian, R. Ruiz, Rezapour S. (2020). Mass casualty management in disaster scene: A systematic review of OR & MS research in humanitarian operations. Eur. J. Oper. Res., 287, 787–819.
• 11. Fernandez-Vicente, M., Escario Chust, A., Conejero, A. (2017). Low cost digital fabrication approach for thumb orthoses. Rapid Prototyping Journal, 23, 1020–1031.
• 12. Interview with Ford Motor Company CEO for Reuters (online). http://www.reuters.com/article/us-health-coronavirus-usa-fo.rd-motor/ford-ge-to-produce-50000-ventilators-in-100-days-idUSKBN21H39F (online: 24.04.2020).
• 13. Kashte, S., Maras, J.S., Kadam, S. (2018). Bioinspired Engineering for Liver Tissue Regeneration and Development of Bioartificial Liver: A Review. Crit Rev Biomed Eng, 46(5), 413–427. doi:10.1615/CritRevBiomedEng.2018028276.
• 14. Kim, E., Shin, Y.-J., Ahn, S.-H. (2016), The effects of moisture and temperaturę on the mechanical properties of additive manufacturing components: fused deposition modelling. Rapid Prototyping Journal, 22(6), 887–894. https://doi.org/10.1108/RPJ-08-2015-0095
• 15. Krishnaswamy, J.A., Buroni, F.C., Melnik, R., Rodriguez-Tembleque, L., Saez, A. (2020). Design of polymeric auxetic matrices for improved mechanical coupling in lead-free piezocomposites, Smart Materials and Structures, 29(5), art. no. 054002.
• 16. LEITIAT (online). https://covid-leitat.org/en/ventilator/ (online: 24.04.2020).
• 17. Levin, D., Mackensen, G.B., Reisman, M., McCabe, J.M., Dvir, D., Ripley, B. (2020). 3D Printing Applications for Transcatheter Aortic Valve Replacement. Curr Cardiol Rep., 22(4), 23.. doi:10.1007/s11886-020-1276-8.
• 18. Made in Space (online) https://madeinspace.us/about/spaceflight-missions/ (online: 27.08.2020).
• 19. Mendis, D., Nordemann, J.B., Ballardini, R.M., Brorsen, H., Moreno, M., Robson, J., Dickens, P., (2020). The Intellectual Property Implications of the Development of Industrial 3D Printing, Study commissioned to Bournemouth University carried out for the European Commission, Final Report, 12 February 2020.
• 20. Minguella-Canela, J., Morales Planas, S., Gomà Ayats, J.R., De los Santos López, M.A., (2018). Assessment of the Potential Economic Impact of the Use of AM Technologies in the Cost Levels of Manufacturing and Stocking of Spare Part Products. Materials, 11, 1429.
• 21. Prusa Research (online). https://blog.prusaprinters.org/from-design-to-mass-3d-printing-of-medical-shields-in-three-days/ (online: 24.04.2020).
• 22. Raport dotyczący rozwoju rynku drukarek 3D (online). https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/pl/Images/Infografiki/infografika_zortrax_3d_printing_market_outlook_pl.pdf (online: 24.04.2020).
• 23. Salmi, M., Akmal, J.S., Pei, E., Wolff, J., Jaribion, A., Khajavi, S.H. (2020). 3D Printing in COVID-19: Productivity Estimation of the Most Promising Open Source Solutions in Emergency Situations. Appl. Sci., 10, 4004.
• 24. Snopczyński, M., Kotliński, J., Musiałek, I. (2019). Badanie właściwości mechanicznych materiałów stosowanych w technologii FDM. Mechanik, 4, https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.4.37
• 25. Sun, J., Zhou, W., Huang, D., Yan, L. (2018). 3D Food Printing: Perspectives. In: T. Gutiérrez (ed.) Polymers for Food Applications. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-94625-2_26.
• 26. Tian, X., Liu, T., Wang, Q., Dilmurat, A., Li, D., Ziegmann, G. (2017). Recycling and remanufacturing of 3D printed continuous carbon fiber reinforced PLA composites. Journal of Cleaner Production, 142, 1609–1618.
• 27. VentilAid (online). https://www.ventilai.org/pl/ (online: 24.04.2020).
• 28. Wimpenny, D.I., Pandey, P.M, Kumar L.J. (2017). Advances in 3D Printing & Additive Manufacturing Technologies, Singapore: Springer Science+Business Media.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).