RepRap是一個三維印表機原型機(或3D印表機),它具有一定程度的自我複製能力,能夠列印出大部分其自身的(塑膠)組件。RepRap是(replicating rapid prototyper)的縮寫。這原型機從軟體到硬體各種資料都是免費和開源的,都在自由軟體協定GNU通用公共許可證GPL之下發布。
基本介紹
概述,硬體,軟體,材料,發展歷程,
概述
reprap是由英國巴斯大學(the University of Bath) 機械學院的Adrian Bowyer 等人,設計製作的一種3D印表機.它與傳統的平面印表機不同的是,它列印的都是立體的物件而不是平面的,它的列印原料使用的也不是普通的墨汁,而abs塑膠,聚已酸內酯,等等。
reprap最初的設計目的是為了一個很科幻的目的,不停的複製它自己,,還只是部分機械零件.這也是它的名字的由來---RepRap is short for Replicating Rapid-prototyper快速複製原型。
reprap也可以用來製造它自己零件以外的東西,列如門把手,掛衣鉤,酒杯等。
reprap當前是開源的設計,誰都可以去它的網站下載設計資料,包括電路與機械部分,還有軟體的原始碼.
reprap當前能用的版本有3個.簡單的是RepStrap "Seedling",稍微複雜點的是RepRap "Darwin",第三個版本叫做"孟德爾(Mendel)",已經發布了,可以下載相關的資料了。Darwin還在不停的更新設計。
reprap的工作原理是(這裡是以塑膠為原料的Darwin來說明,還有雷射版的),把原料加熱,一層一層的抹出一個物體,可能需要後期手工修飾。
硬體
作為一個開放源碼項目,旨在鼓勵演化,有許多衍生版本存在,並且它們可由設計師進行自由的修改和替換。RepRap三維印表機的熱塑性擠出機一般由安裝在一個計算機控制的笛卡爾坐標的XYZ平台。該平台是由鋼桿與列印出的塑膠連線部件建造。所有三個軸是被步進電機所驅動,在X軸和Y軸是通過一個正時傳送帶(timing belt),還有在Z軸是通過絲槓(leadscrew)。
RepRap的核心部件是熱塑性塑膠擠出機。早期的RepRap擠出機採用齒輪傳動直流電動機驅動的螺絲緊緊地壓塑膠絲原料,迫使它經過加熱熔化室,通過一個狹窄的擠壓噴嘴。然而,由於其巨大的慣性,直流電動機不能快速啟動或停止,因此難以精確控制。因此,更近的擠出機使用步進電機(有時齒輪的)驅動原料絲,捏原料絲之間的花鍵軸或滾紋軸和一個球軸承。
RepRap的電子產品是基於流行的開放源碼的Arduino的平台,與其它用於控制步進電機的板卡。當前版本的電子產品使用的Arduino的衍生Sanguino的主機板,和一個另外的和定製的Arduino板做的擠出機控制器。這種架構可以擴展額外的擠出機,每個擠出機可用自己的控制器。
RepRap的核心部件是熱塑性塑膠擠出機。早期的RepRap擠出機採用齒輪傳動直流電動機驅動的螺絲緊緊地壓塑膠絲原料,迫使它經過加熱熔化室,通過一個狹窄的擠壓噴嘴。然而,由於其巨大的慣性,直流電動機不能快速啟動或停止,因此難以精確控制。因此,更近的擠出機使用步進電機(有時齒輪的)驅動原料絲,捏原料絲之間的花鍵軸或滾紋軸和一個球軸承。
RepRap的電子產品是基於流行的開放源碼的Arduino的平台,與其它用於控制步進電機的板卡。當前版本的電子產品使用的Arduino的衍生Sanguino的主機板,和一個另外的和定製的Arduino板做的擠出機控制器。這種架構可以擴展額外的擠出機,每個擠出機可用自己的控制器。
軟體
RepRap被視為是一個完整的複製系統,而不是簡單的一塊硬體。為此,該系統包括計算機輔助設計(CAD)的3D建模系統和計算機輔助製造(CAM)軟體和驅動程式的形式,把RepRap用戶的設計轉換成一組指令,通過RepRap的硬體,轉變成了物理物體。
已經有為RepRap開發了兩種不同的CAM工具鏈。首先,簡單地題為“RepRap Host”,是RepRap領導開發人員Adrian Bowyer用Java語言編寫。第二,“Skeinforge”,是由Enrique Perez獨立編寫。兩者都是完整的工具鏈系統,把3D模型轉換為命令印表機的機器語言G-code。
幾乎任何CAD或3D建模軟體可以與RepRap使用,只要它是能夠生成STL檔案。內容創建者可以使用他們熟悉的任何工具,不管工具是商業的CAD軟體,例如SolidWorks,或開源的3D建模軟體,例如Blender或OpenSCAD等。
已經有為RepRap開發了兩種不同的CAM工具鏈。首先,簡單地題為“RepRap Host”,是RepRap領導開發人員Adrian Bowyer用Java語言編寫。第二,“Skeinforge”,是由Enrique Perez獨立編寫。兩者都是完整的工具鏈系統,把3D模型轉換為命令印表機的機器語言G-code。
幾乎任何CAD或3D建模軟體可以與RepRap使用,只要它是能夠生成STL檔案。內容創建者可以使用他們熟悉的任何工具,不管工具是商業的CAD軟體,例如SolidWorks,或開源的3D建模軟體,例如Blender或OpenSCAD等。
材料
RepRaps的列印出的物體材料是來自與ABS,PLA聚乳酸,和類似thermopolymers的材料。
PLA聚乳酸具有高剛度,最小的翹曲,和具有一個有吸引力的半透明顏色的工程優勢。PLA聚乳酸材料是生物可降解性的和植物來源的環保材料。
RepRap用戶不同於大多數商業機器,我們鼓勵印刷新材料和新方法進行實驗,並公布其結果。用於列印的新材料(如陶瓷)的方法已被開發這種方式。
RepRap項目還沒有確定一個合適的載體材料,以補充其印刷過程中。
PLA聚乳酸具有高剛度,最小的翹曲,和具有一個有吸引力的半透明顏色的工程優勢。PLA聚乳酸材料是生物可降解性的和植物來源的環保材料。
RepRap用戶不同於大多數商業機器,我們鼓勵印刷新材料和新方法進行實驗,並公布其結果。用於列印的新材料(如陶瓷)的方法已被開發這種方式。
RepRap項目還沒有確定一個合適的載體材料,以補充其印刷過程中。
發展歷程
2005年3月23日
RepRap的部落格開始。
2005年夏季
2006年9月13日
RepRap 0.2原型成功列印的第一部分,然後,它被用來取代最初是由一個商業3D印表機生成的相同部分。
2008年2月9日
RepRap1.0“達爾文”,成功地實現了至少超過一半的快速原型部件的一個實例。
2008年4月4日
可能是最早的由一個RepRap製作的最終用戶項目是:一個夾具,它能牢固地把iPod固定在福特Fiesta車的儀錶盤上。
2008年5月29日
在幾分鐘之內被組裝,在英國巴斯大學的第一個完成的“兒子輩”的機器製作了“孫子輩”機器的的第一部分。
2008年9月23日
據報導,至少有100拷貝已經在不同的國家建造。當時流傳的RepRap確切數量是未知的。
2008年11月30日
首次有記載的“野生”複製發生。複製是由Wade Bortz完成,他是在開發團隊之外的製造了一套完整的複製品的其他用戶中的第一個用戶。
2009年4月20日
公布一個RepRap製作第一塊電子電路板。它使用自動化控制系統和一個交換頭系統,可以能夠列印既有塑膠又有導電性的焊料。後來,此部件被整合到製造它的RepRap里。
2009年10月2日
第二代型號設計,被稱為“孟德爾”,列印出它的第一部分。"孟德爾"的形狀酷似一個三稜鏡,而不是一個立方體。
2009年10月13日
RepRap 2.0版“孟德爾”完成。
2010年1月27日
Foresight Institute公布的“Kartik M. Gada人道主義創新獎”獎勵給一種改進的RepRap的設計和實現。有兩個獎項,其中一個$20,000,另一個為$80,000。獎金的行政部門後來被轉移到Humanity+。
2010年8月31日
第三代型號的設計上,“赫胥黎”被正式命名。其開發是基於"孟德爾"的硬體與原來的列印量的30%的小型化版本。
2012年上半年
RepRaps和RepStraps的建造和使用在科技工具和工程社區內廣為流傳。RepRaps及其商業衍生產版本已經出當前許多主流媒體,並且進入了科技媒體例如《連線雜誌》(Wired)和一些有影響力的工程專業人士的新聞媒體上的永久觀察名單和報導主題。
2012年夏天/秋天
已經有很多集中在較小的新公司銷售的衍生版本,工具包和組裝好的系統,還有新的開發研究的結果,使得和現有工業提供的三維列印價格相比能大幅度降低3D列印的價格。RepRap研究結果也許是最引人注目的是第一個成功的Delta設計,Rostock印表機,在緩慢的日趨成熟,有了一個初步的嘗試自行採購的一些經驗建設者的工作解決方案。雖然Rostock仍然處於實驗階段的重大修改,但是它幾乎每月都在接近最好的和很不同的設計。最新的一代設計使用OpenBeams,用線(典型的例如Dyneema或Spectra漁線)代替導帶等等,這也代表了一些在RepRaps的最新發展趨勢。
2016年1月
2016年1月初RepRapPro(RepRap專業版的縮寫,英國RepRap項目的一個商業項目)宣布將於2016年1月15日停止交易。原因是低成本3D印表機市場的擠壓, 和無法在該市場上擴張。 RepRapPro中國繼續經營。