3d打印机的鼻祖 开源网站RepRap 

3D打印技术 /[其他]
2016-02-21 11:11
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编译 详见http://reprap.org/wiki/Main_Page
        RepRap项目是一项始动于开发可以打印大多数本身组件的3D打印机。RepRap(英文replicatingrapid prototyper快速复制原型机的简写)使用一种熔融沉积建模、添加制造的技术。项目称自己为熔化丝制造(FFF)以避免围绕"熔化沉积建模"一词的商标问题。
        作为一种开放式的设计,项目制作的所有设计在自由软件许可证、GNU通用公共许可证下发布。
        到目前为止,RepRap项目已经发布了四个3D印刷机器:2007年3月发布了"达尔文", 2009年10月发布"孟德尔",2010年发布"普鲁萨·孟德尔"和"赫胥黎"。开发者以每个著名生物学家命名每一个, 因为" RepRap的要点是复制和进化"。
        由于这台机器的自我复制能力,作者设想能廉价地分发RepRap单元到人和社区,使他们能够无需昂贵的基础工业设施(分布式制造)创建(或从因特网上下载)复杂产品,包括科学设备。他们打算要RepRap在这一过程能表明进化,以及它的数量呈指数级的增长。
硬件
        作为一个旨在鼓励进化的开放源码项目,有许多修改版本,设计者可以自由做出他们认为合适的修改和替换。然而,RepRap3D打印机一般包括安装在一个计算机控制的笛卡尔XYZ平台上的热塑性塑料挤出机。这个平台用钢杆和打印的塑料零件连接构成。所有三个轴由步进电机驱动,X轴和Y轴通过正时皮带驱动,Z轴由丝杠驱动。
        RepRap的核心是热塑性塑料挤出机。早期RepRap用的挤出机为齿轮减速直流电机驱动一个紧压着塑料丝原料馈入的螺丝,迫使它经过一个加热熔化室并通过一个细窄的挤压喷嘴。然而,由于它们大的惯性,直流电动机无法快速启动或停止,因此很难精确地控制。因此,最新的挤出机使用(有时齿轮的)步进电机来驱动熔丝、在样条轴或凸边轴和滚珠轴承之间夹丝。
        RepRap 的电子产品基于最受欢迎的开放源代码Arduino(http://www.arduino.cc/)平台与其它控制步进电机的板卡。当前版本的电子使用Arduino派生的Sanguino主板和其它的自主定义的Arduino挤出机控制器电路板。这种结构允许扩展其它的挤出机,每个都有它们自己的挤出机控制器。
        Arduino 是设计更易于用于多学科项目的电子产品的单板微控制器。硬件是由简单的开放源码硬件构成的,主要是用8位 Atmel AVR 微控制器设计的,现在有32位Atmel ARM的。软件是由标准的编程语言编译器和微控制器执行的引导加载程序组成的。
软件
        RepRap已被视为一个完整的复制系统,而不是一块简单的硬件。为此目的系统包括计算机辅助设计(CAD)形式的3D建模系统和计算机辅助制造(CAM)软件和驱动程序,把RepRap用户的设计转换为一组到RepRap硬件的指令,将它们变成物理物体。
        为RepRap开发了两个不同的CAM工具链。第一种,简单标题为"RepRap主机",由RepRap前端开发人员艾德里安·鲍耶用Java写的。第二种,"Skeinforge",由恩里克·佩雷斯独立写的。两者都是完整的系统,用于将计算机三维模型转化为G代码,命令打印机的机器语言。
        几乎任何CAD或3D建模程序都可以用于RepRap,只要它能够生成STL文件。内容创作者使用他们熟悉的任何工具,不管它们是商业的CAD程序,例如 SolidWorks或开放源码3D建模程序像Blender(http://www.blender.org/)或OpenSCAD(http://www.openscad.org/)。
复制材质
        RepRaps打印包括ABS、聚乳酸聚合物、高密度聚乙烯和类似的热聚合物的材料。
        聚乳酸具有高刚度、最小的翘曲和有吸引力的半透明彩色等工程优点。它也是可生物降解和植物衍生的。
        不同于大多数商业机器,RepRap鼓励用户新材料和新方法印刷的实验,并公布其结果。这种方式已开发印刷新型材料(陶瓷等)的方法。此外,几个再生机器(RecycleBots)已被设计和制造用于转换废塑料,如洗发水容器和奶杯,变成廉价的RepRap熔丝。
        RepRap项目还没有被确定成印刷工艺的合适的补充支持物材。
        印刷电子是RepRap项目的一个主要目标,以便它可以打印自己的电路板。已提出几种方法:
        低熔点金属:低熔点金属合金组合成它正在形成的电气电路零件。
        银填充聚合物:通常用于对电路板进行修理,现正考虑用于导电的踪迹线。
        直接挤压锡导电线: 印刷过程中可以从后台放入到打印的部件中
        目前该公司出售的RepRapPro有图1的三色孟德尔(RepRapProTricolour Mendel)、图2的单色孟德尔(RepRapPro Mono Mendel)、图3的赫胥黎(RepRapPro Huxley)、彩色孟德尔增强件和备件。
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图1三色孟德尔(RepRapProTricolour Mendel)
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图2单色孟德尔(RepRapProMono Mendel)
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图3 赫胥黎(RepRapPro Huxley,入门小型机)
        目前全套RepRapPro赫胥黎套件价格为688英镑、无打印的3D零件的套件价格为563英镑,可参考网页:
        http://www.reprappro.com/Huxley
        全套三色孟德尔(RepRapProTricolour Mendel)套件价格为1098英镑、无打印的3D零件的套件价格为998英镑,可参考网页:
        http://www.reprappro.com/Tricolour_Mendel
        三色孟德尔的特征:
                建造容积: 210x190x140mm
                机器整体尺寸: 500x460x410mm
                打印材料: ABS, PLA, 1.75mm直径热塑。
                建造面: PCB板加热床减少组装复杂度并确保零件不弯曲。
                计算机接口: USB
                X走车: 3个可调Z沉积头。
                精度: 0.1mm
                分辨率: 0.0125mm
                建造速率: 1,800 mm/min
                移动速率: 12,000 mm/min
                沉积速率:33 cm3 / hr
                运动: X和Y轴线性滚珠轴承,Z轴低摩擦依格那司轴衬。
                有标准打印用内嵌microSD卡槽的预制电子板。
        所有打印的3D塑料零件图纸均可从网页下载
RepRapPro的电子硬件和控制软件:
        RepRaProp的控制电路板采用梅尔齐(Melzi)电子公司的开源设计,网址在http://reprap.org/wiki/Melzi,包括电路图、PCB板等都可以下载,详见网页说明。
        RepRap的控制用软件(Firmware)是开源的,固件的详细说明在网页:
        https://github.com/reprappro/Marlin
        http://reprap.org/wiki/RepRapPro_Huxley_maintenance
        源码可在页面链接地址找到。
        有详细的赫胥黎(RepRapPro Huxley,入门小型)机器的英文套件组装说明,网址在:
        http://reprap.org/wiki/RepRapPro_Huxley,以及详细的三色孟德尔(RepRapPro Tricolour Mendel)机器的英文套件组装说明,网址在:
        http://reprap.org/wiki/RepRapPro_Tricolour
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