3D打印如何让辅助设备人人都用得起？TOM创始人详解开源制造革命

与Tikkun Olam Makers（TOM）创始人兼总裁Gidi Grinstein的问答

有一批令人惊讶且快速发展的非营利组织，它们把3D打印当作核心运营工具。

这些组织涵盖假肢与辅助设备、住房、教育、救灾和全球人道主义援助等领域。

它们之所以在扩张，是因为增材制造解决了非营利组织面临的两大制约，也就是成本与物流。

更不用说，3D打印和非营利组织非常契合。这些团队通常预算紧张、团队规模小、供应链不可预测，而且对定制化需求高，这些问题都能被3D打印解决。

在假肢与辅助设备领域，世界卫生组织的一份指南显示，估计有90%需要辅助设备的人无法获得这些设备，主要原因在于定制设备价格高昂、难以获取，或在许多地区根本没有供应。

这正是Tikkun Olam Makers（TOM）成立所要弥补的缺口。该组织由Gidi Grinstein于2014年创立，致力于将开源设计、精益创新和社区驱动的制造方式结合起来。

这家总部位于纽约曼哈顿、根植于以色列的非营利组织，为残障人士和老年人开发价格可负担、可定制的辅助技术，通过协作式的「创客马拉松」（makeathons）动员全球工程师、设计师、学生和创客网络。

TOM已在36个国家开发了超过1200个开源解决方案，证明了极致可负担性与真正的品质并非不可兼得。

在下面的问答里，Gidi Grinstein与3D ADEPT Media聊了TOM模式的实际运作方式，涵盖设计方法论、制造选择、质量控制、跨境迭代，以及先进制造业若要更深入地参与增材制造的人道主义应用，需要做些什么。

Gidi Grinstein说，我们的座右铭是「让任何人都能在任何地方获得可负担且可及的产品」。

也就是说，所有TOM解决方案在发达国家和发展中国家，在大都市和乡村地区都必须同样可获得。

我们希望服务纽约市和纽约上州、北美和非洲。因此，所有TOM解决方案都被详细记录为「数字化产品文件」，这些文件经过标准化处理，涵盖制造所需的所有相关信息。

每个最终产品文件都会经过「测试」，由一个创客团队在不接触设计团队的情况下制造该产品。这就是我们维持质量、安全和可靠性的方式，但我们也在不断学习。

Gidi Grinstein说，工程师有时会低估「需求知晓者」（Need Knowers）的创新见解。这些人往往非常富有创造力，因为他们亲身经历着自己的残障。

根据我们的经验，需求知晓者对于如何解决自己的问题往往不止一个想法，而且他们的所有思路都具有相关性和价值。

TOM保存所有「概念」（第2级）和「工作模型」（第3级）的文档，而不仅仅是那些成熟为「产品」（第5级）的方案。因为在不同的情况下，例如根据工具或材料的可获得性，这些半成型的想法可能会变得有用。

临床医生往往低估了设计在解决他们作为照护者所面临挑战方面的力量。我们近期最成功的实验之一，是将设计师引入以色列的医院，以满足最近在冲突中受伤的人的需求。我们震惊地发现，过去一年中我们大约三分之一的创新来自医院内部。

Gidi Grinstein说，TOM的设计方法基于精益创新，我们的愿景要求把设计和制造TOM解决方案的工具做标准化。

我们的座右铭是「基本立方」（Basic Cubed），即使用基本的工具、材料和技能，使TOM解决方案可以在世界任何地方制造。

因此，我们标准化了TOM工作坊，详细列出了工作坊应配备的工具，以便能够制造所有TOM解决方案。

在这一背景下，桌面级3D打印机是TOM工作坊中的核心制造工具，用于分发TOM解决方案。但TOM创客空间还需要其他工具，例如缝纫机、木材切割机和CNC机床。

此外，工业级3D打印机可用于小批量制造，但我们的方法强调可及性，因此依赖于桌面级3D打印机。

Gidi Grinstein说，在所有TOM社区中，我们使用市面上可购买、价格亲民、标准尺寸的家用或办公用FDM打印机，比如Prusa和Bambu这两个常见品牌。

我们鼓励所有创客开发那些能在10x10x10打印平台上制造出来的产品，以便让创客、爱好者和小型创客空间都能轻松获取。

通过使用柔性TPU和PLA，以及高品质、食品级安全的PETG，我们可以从TOM产品组合中打印出各种可直接使用的产品。

我们敦促创客远离树脂、SLS甚至ABS打印，因为它们成本高昂，需要专用打印机、固化设备或恒温环境。

通过坚持使用打印平台尺寸为中小型的入门级FDM打印机，我们能够让更多人在任何地方复制我们的产品。

Gidi Grinstein说，原则上，我们的流程是完全民主化的，因此每位TOM成员（TOMers）或TOM团队（一组TOM成员）都可以选择他们要开发的产品。

产品设计流程被标准化为五个阶段，因此个人或团队可以将「概念」（第2级）升级为「原型」（第4级），但制造为「产品」（第5级）则是由不同的团队完成的。

在这一背景下，我们的TOM工作室（TOM Studios），也就是我们小型的内部设计师团队，负责统筹产品开发流程。该流程由以色列、美国及世界各地的TOM成员或TOM团队执行。

唯一的限制是TOM解决方案是否被认可为真正的「产品」（第5级）并适合国际分发，这一审批流程由我们位于特拉维夫和纽约市的TOM工作室负责。

此外，如果护理专业人员提出了某个需求，这在战争期间的以色列经常发生，那么我们的TOM工作室会邀请我们的一支健全志愿者开发团队专注于解决该问题。

TOM识别被忽视的问题并为其开发解决方案的流程，目标是通过一套组合拳保证「极致可负担性」。

所有产品均由志愿者开发，从而削减创新成本。严格遵守精益创新原则，使用简单的工具、材料和技能，从而降低产品成本。

将所有创作置于公共领域，从而消除知识产权成本。通过分布式制造，消除库存和分销成本。此外，还有我们是非营利组织这一事实。

同时，TOM公开产品的「真实成本」，也就是材料成本和每件产品投入的劳动量。例如，我们的3D打印幼儿轮椅，估算成本为22036美元。

通过这样做，我们的目标是将议价能力赋予用户。在大多数情况下，这些用户本就是弱势和被剥夺权利的群体，往往迫切希望找到解决他们问题的方案。

所以他们的需求曲线是「刚性的」，他们愿意「付出任何代价」，这正是辅助设备如此昂贵的原因。我们试图打破这种模式。

TOM假肢是一个非常有趣的案例，因为它始于一位名叫Noam的士兵。他在战争中失去了一条手臂，并从以色列国防部获得了一款高端假肢。

他面临的挑战是，那款高级假肢很重，导致他的背部倾斜。它是电动的，需要充电，而且无法让他绘画和烹饪。一个学生团队为他设计了一款重约一磅的假肢，其「手」可以快速拆装。

随后，新加坡的一个工程师团队利用该设计，为一位双臂截肢者创建了上厕所的解决方案。以色列的另一个学生团队则制造了一款让一位小女孩能够拉小提琴的假肢。

如今，我们还可以支持打篮球、游泳、弹吉他和打鼓、厨房中的各种活动、使用触摸屏等等。

有需求的人，也就是「需求知晓者」，处于设计过程的中心位置，是设计团队的关键成员。这确保了每个TOM原型（第4级）或TOM产品（第5级）至少有一位满意的用户。

一旦TOM解决方案的设计以概念、工作模型、原型或产品（分别为第2级至第5级）的形式上传到我们的平台www.tomglobal.org，任何人都可以下载和使用它。

此后，产品的演进及其数字化产品文件的改进，取决于用户是否愿意与我们分享他们的改进。

与此同时，我们的经验是，大多数改进发生在能够面对面交流的邻近团队之间，而非跨境合作中。

显然，成本与质量之间存在取舍，我们承认这一点，甚至欣然接受。

我们的精益创新方法要求将设计聚焦于核心功能，以降低成本，即使以牺牲美观性或耐用性为代价。

例如，许多TOM解决方案在损坏后不应修复，而应直接丢弃更换，这就是为什么我们的所有材料都是可生物降解的。

这种方法不仅仅是产品质量的问题，也是我们致力于服务发展中国家偏远社区的承诺的体现，这些社区不太可能获得技术支持。

TOM是一个平台，让人们可以将自己的创造无偿贡献给人类，并捐赠过剩的制造能力。TOM是未充分利用的资源与未满足的需求之间的市场，这就是为什么TOM有潜力成为一个指数级增长的事业。

任何想参与这个想象市场任何一侧的人，都欢迎与我们联系。

在一个前所未有的丰裕与令人痛苦的匮乏并存的时代，TOM的目标是通过激励和支持一场为弱势群体而生的全球精益创新运动，帮助数百万人，让任何人都能在任何地方获得可负担且可及的产品。

我们的成功需要创建数千种产品的组合，并激励和动员由数千个创客空间和工作坊组成的分发网络。我们相信这些目标是可以实现的。