Reprap 3D打印機(jī)介紹：什么是Reprap

編者按：目前市場上很多桌面級3D打印機(jī)都跟這個桌面3D打印機(jī)的始祖— Reprap有關(guān)。它低廉的價格，還可以接受的精度，加上DIY的樂趣，以及很多美好而且崇高的理想，讓Reprap成為開源硬件領(lǐng)域的重要研究課題。Wikipedia上有大家整理的Reprap的一些相關(guān)資料，現(xiàn)把它整理至此，方便大家隨時參考。如果你對組裝一臺Reprap非常感興趣，你還可以訪問Reprap的官方Wiki查看Reprap的詳細(xì)介紹。

什么是Reprap？
RepRap是一個三維打印機(jī)原型機(jī)（或3D立體打印機(jī)），它具有一定程度的自我復(fù)制能力，能夠打印出大部分其自身的（塑料）組件。RepRap是（replicating rapid prototyper）的縮寫。這原型機(jī)從軟件到硬件各種資料都是免費和開源的，都在自由軟件協(xié)議GNU通用公共許可證GPL之下發(fā)布。
至目前為止，RepRap項目已經(jīng)發(fā)布了四個版本的3D立體打印機(jī)：2007年3月發(fā)布的”達(dá)爾文”(Darwin)，2009年10月發(fā)布”孟德爾”(Mendel)，并在2010年發(fā)布的“Prusa Mendel”，和”赫胥黎”(Huxley)。開發(fā)者采用了著名生物學(xué)家們的名字來命名，是因為“RepRap就是復(fù)制和進(jìn)化”。
由于機(jī)器具有自我復(fù)制能力，作者設(shè)想可能廉價的傳播RepRap給個人和社區(qū)，使他們能夠創(chuàng)建（或下載來自互聯(lián)網(wǎng)）的復(fù)雜的產(chǎn)品，而不需要昂貴的工業(yè)設(shè)施。他們打算利用RepRap來展示在這個過程中是可以進(jìn)化，以及它的數(shù)量可以按指數(shù)成倍增加。
硬件：
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，并它們的設(shè)計師是自由的進(jìn)行修改和替換。然而，RepRap三維打印機(jī)的熱塑性擠出機(jī)一般由安裝在一個計算機(jī)控制的笛卡爾坐標(biāo)的XYZ平臺。該平臺是由鋼桿與打印出的塑料連接部件建造。所有三個軸是被步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動，在X軸和Y軸是通過一個正時傳送帶(timing belt)，還有在Z軸是通過絲杠(leadscrew)。
RepRap的核心部件是熱塑性塑料擠出機(jī)。早期的RepRap擠出機(jī)采用齒輪傳動直流電動機(jī)驅(qū)動的螺絲緊緊地壓塑料絲原料，迫使它經(jīng)過加熱熔化室，通過一個狹窄的擠壓噴嘴。然而，由于其巨大的慣性，直流電動機(jī)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(jī)使用步進(jìn)電機(jī)（有時齒輪的）驅(qū)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(chǎn)品是基于流行的開放源碼的Arduino的平臺，與其它用于控制步進(jìn)電機(jī)的板卡。當(dāng)前版本的電子產(chǎn)品使用的Arduino的衍生Sanguino的主板，和一個另外的和定制的
Arduino板做的擠出機(jī)控制器。這種架構(gòu)可以擴(kuò)展額外的擠出機(jī)，每個擠出機(jī)可用自己的控制器。
軟件
RepRap被視為是一個完整的復(fù)制系統(tǒng)，而不是簡單的一塊硬件。為此，該系統(tǒng)包括計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）的3D建模系統(tǒng)和計算機(jī)輔助制造（CAM）軟件和驅(qū)動程序的形式，把RepRap用戶的設(shè)計轉(zhuǎn)換成一組指令，通過RepRap的硬件，轉(zhuǎn)變成了物理物體。
現(xiàn)在已經(jīng)有為RepRap開發(fā)了兩種不同的CAM工具鏈。首先，簡單地題為“RepRap Host”，是RepRap領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)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(tǒng)，把3D模型轉(zhuǎn)換為命令打印機(jī)的機(jī)器語言G-code。
幾乎任何CAD或3D建模軟件可以與RepRap使用，只要它是能夠生成STL文件。內(nèi)容創(chuàng)建者可以使用他們熟悉的任何工具，不管工具是商業(yè)的CAD軟件，例如SolidWorks，或開源的3D建模軟件，例如Blender或OpenSCAD等。
材料
RepRaps的打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(yōu)勢。PLA聚乳酸材料是生物可降解性的和植物來源的環(huán)保材料。
RepRap用戶不同于大多數(shù)商業(yè)機(jī)器，我們鼓勵印刷新材料和新方法進(jìn)行實驗，并公布其結(jié)果。用于打印的新材料（如陶瓷）的方法已被開發(fā)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。
印刷電子技術(shù)是RepRap項目的一個主要目標(biāo)，因為它將可以打印自己的電路板。已經(jīng)提出幾種方法：
伍德合金 or Field’s metal: 電路納入到的部分，因為它是被形成的低熔點金屬合金。
銀填充的聚合物：通常用于電路板的維修，考慮用于導(dǎo)電跡線。
直接擠出的焊料
導(dǎo)電線: 在印刷過程中的可以從線軸鋪設(shè)到一個部件
Reprap與商業(yè)機(jī)的關(guān)系
其它三維打印機(jī)設(shè)計（如商業(yè)Makerbot），和部分由其他裝置（如Meccano）構(gòu)造可用于引導(dǎo)RepRap建造RepRap零件的過程。許多這樣的機(jī)器都是基于RepRap設(shè)計和使用RepRap電子系統(tǒng)。這些一般被RepRap社區(qū)稱為名字“RepStrap”（“引導(dǎo)RepRap”）。一個RepStrap是任何開放式硬件的快速成型機(jī)，建造RepRap部件，本身是還沒有的RepRap傘下的制造工藝所建造。一些RepStrap設(shè)計是和達(dá)爾文和孟德爾相似的，但已被修改為由激光切割片材或銑零件。其他，如Makerbot，共享與RepRap（尤其是電子）等的一些設(shè)計元素，但是Makerbot其機(jī)械結(jié)構(gòu)是完全重新設(shè)計的。
RepRap項目的既定目標(biāo)是建造一個純粹的自我復(fù)制設(shè)備，不是為了建造設(shè)備本身，而是為了能讓用戶個人可以在這個星球上的任何地方，以一個最小的資本支出，把桌上臺式制造系統(tǒng)技術(shù)放在用戶個人手中，這將能使用戶個人可以制造了許多在日常生活中使用的物品。從理論上講，該項目試圖證明一個假說，那就是用這個技術(shù)可以讓人們可以使用馮諾依曼通用制造器，來建造出“具有足夠的通用性的快速原型設(shè)計和直接寫技術(shù)”。
RepRap自我復(fù)制的性質(zhì)也有利于它像病毒一般的傳播，和可能有利于主要產(chǎn)生模式的典范轉(zhuǎn)移，從一個工廠生產(chǎn)的專利產(chǎn)品的設(shè)計到制造的消費產(chǎn)品，很可能變到個人非專利產(chǎn)品的生產(chǎn)與開放的規(guī)范。開放的個人產(chǎn)品的設(shè)計和制造能力，大大降低了生產(chǎn)周期時間，并支持更大的產(chǎn)品多樣性，可支持非工廠生產(chǎn)的規(guī)模。

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