專訪：FDM開源3D打印機(jī)，未來是怎樣的一個(gè)發(fā)展方向？

南極熊相信接觸過3D打印的人們大部分都知道RepRap ，RepRap是一種能夠打印出塑料實(shí)物（以塑料為原材料）的開源桌上3D打印機(jī). RepRap可以打印出大部分的自身（塑料）部件, 所以它具有一定程度的自我復(fù)制能力，該機(jī)型從軟件到硬件等各種資料都是免費(fèi)和開源的。

近日，南極熊報(bào)道過多次的機(jī)械妖姬（Naomi Wu）對(duì)理查德.霍恩進(jìn)行了采訪，查德.霍恩（也稱 RichRap)是一位來自英國的著名工程師，作家，是RepRap（開源3D打印機(jī)）社區(qū)的成員。他在家用型和小型的3D打印使用領(lǐng)域有著很深的理解，這次采訪霍恩先生，對(duì)中國3D打印在家用和小型化方面的問題進(jìn)行了分析。

在這則采訪中，機(jī)械妖姬希望更多的把注意力放在技術(shù)性的問題上，不會(huì)像在科技展覽里面，只是一味展示一些自己制作的滿意的作品，不僅想要贏得尊重，也希望慢慢改變我們在外界心中只會(huì)山寨的形象。如果3D打印加入一些改善元素，這不但會(huì)給產(chǎn)品帶來競爭優(yōu)勢，而且會(huì)給開發(fā)者在國際3D打印公司里面贏得一個(gè)位置。在這里請(qǐng)謹(jǐn)記霍恩先生是開源社區(qū)熱情的支持者。我們都意識(shí)到，當(dāng)今的西方開源概念并不能在中國得到詮釋，不過大部分的中國人都擁護(hù)開源社區(qū)的原則。

Naomi Wu: 在近過去幾年中，中國3D打印行業(yè)在RepRap項(xiàng)目和其他開源硬件項(xiàng)目中獲利不少。就像任何在最初發(fā)展時(shí)期獲得過幫助的人一樣，如今我們已經(jīng)取得一定的專門技術(shù)和成功，當(dāng)中大多數(shù)的人都想回饋社區(qū)。有什么在RepRap和開源硬件社區(qū)中，還未解決的問題，你覺得是我們可以嘗試解決的？

Richard Horne: 我把RepRap的項(xiàng)目看作是可以突出新創(chuàng)意，使其發(fā)光發(fā)亮的一種方式，因此任何顧客的需求都可能變得受歡迎甚至有可能發(fā)展到‘工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)’。幾乎所有RepRap的主意和發(fā)展，都是據(jù)其對(duì)用戶的實(shí)用性或是某個(gè)特定的需求是否已被解決來評(píng)估的。最優(yōu)秀的一般會(huì)出類拔萃，但是也應(yīng)該鼓勵(lì)其他一大堆天馬行空的主意。還有，不是所有都圍繞事物本身的成本（或者“免費(fèi)”）-只要產(chǎn)品和改良后的項(xiàng)目是好的，人們還是會(huì)愿意為此付費(fèi)的，對(duì)于3D打印來說也是如此。

其中一個(gè)最大的問題是，現(xiàn)在市場上所有的桌面型和家用型的3D打印機(jī)廠商，還沒有意識(shí)到存在的問題。這不僅使用戶感到挫敗，而且重復(fù)犯錯(cuò)還會(huì)浪費(fèi)一大堆耗材！我希望更多人在打印的時(shí)候首先要抓住問題，如果可以糾正就盡力糾正，如果沒有解決辦法就應(yīng)該暫停打印，不要一味的往錯(cuò)誤方向走下去，這樣就可以節(jié)省一筆耗材。

耗材低監(jiān)控報(bào)警器，一個(gè)很簡單的裝置，可以在耗材即將用完的時(shí)候提醒用戶。我們之前有很多人都在致力于處理這個(gè)問題，但是這個(gè)裝置在很多3D打印機(jī)領(lǐng)域還是不常見的。光電傳感器不是理想的，因?yàn)榻?jīng)過長期使用會(huì)被類似塵土和細(xì)小的微粒堵住。機(jī)械性的傳感器可能會(huì)失敗或者被用壞。我希望看到一個(gè)真正的類似霍爾傳感器那樣的被用作耗材傳感器。如果你使用磁性的霍爾傳感器你可以同時(shí)測量耗材的直徑，這樣的話當(dāng)耗材直徑發(fā)生微弱變化的時(shí)候可以幫助硬件進(jìn)行自動(dòng)調(diào)適去夾住耗材。

步進(jìn)馬達(dá)傳感器是下一個(gè)重點(diǎn)，當(dāng)在3D打印中，出現(xiàn)跳軸或者一直在軸列外的點(diǎn)不停的磕磕撞撞的情況，我們需要盡快知道并提醒用戶去停止打印進(jìn)程。我們可以嘗試在步進(jìn)馬達(dá)旁邊加上編碼器，甚至是利用小型攝像頭和利用在電腦里面的物體識(shí)別功能，對(duì)比打印物體和虛擬文檔里面的圖片去觀察打印物品的表面去防止變形或出差錯(cuò)。

我感覺我另外一個(gè)任務(wù)就是，盡量去宣傳大家去規(guī)范化一款在3D打印里面全球性通用的線盤（支撐耗材的外殼）。所有的生產(chǎn)者去生產(chǎn)完全相同的尺寸，外形和同樣大小的洞口（線盤一般是圓形的中間有一個(gè)空洞），最好是使用非常輕巧并且可循環(huán)利用的的環(huán)保材料-例如硬紙板或者是在垃圾中可自動(dòng)降解的生物材料等等。
在最近的幾周我們看到Colorfabb在這方面邁出了第一步，他們希望為市場帶來一款很輕巧的可自動(dòng)生物降解的PLA耗材線盤，我希望其他的生產(chǎn)商也緊跟著這個(gè)步伐發(fā)展下去或者某天可以成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我不想在2017年再去購買塑料型的耗材線盤啦。

不是說我想強(qiáng)制大家去規(guī)范這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但是有了標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)3D打印機(jī)外觀的時(shí)候就容易多了，他們會(huì)明確知道賣給用戶耗材線盤的尺寸和外觀，這方面也有助于用戶不用擔(dān)心線盤和3D打印機(jī)是否可以相匹配，而是直接在商家里面選擇采購不同的耗材。

下一步需要做的就是為客戶設(shè)計(jì)一個(gè)可以自動(dòng)識(shí)別耗材類型的產(chǎn)品，可以嘗試把類似貼紙（條形碼/QR碼）這樣的貼在每個(gè)線盤上面，讓打印機(jī)可以對(duì)它進(jìn)行自動(dòng)掃描和自動(dòng)辨識(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)其參數(shù)，這樣就省去了用戶需要每一次都為了新的耗材設(shè)置去猜測或者測試而浪費(fèi)掉一大堆耗材。

其實(shí)也建議把類似RFID的標(biāo)簽放到線盤里面去，但是就為了怎么個(gè)外殼又外加技術(shù)性的產(chǎn)品其實(shí)也沒啥必要。

很多在RepRap社區(qū)的人多數(shù)把注意力都集中于研究軟件，只有少數(shù)人在研究如何改進(jìn)硬件（一般大家只注重研究電腦里面的切片軟件，但是沒有更多地關(guān)注使用代碼控制打印機(jī)的主板），或者是機(jī)械性方面的東西，我們的確需要更多人去探索研究這些項(xiàng)目以此達(dá)到硬件和軟件在打印過程中能夠更好的控制和提高打印機(jī)的靈敏度。如果沒有得到打印機(jī)對(duì)打印過程的實(shí)質(zhì)響應(yīng)（打印機(jī)不是人，沒有神經(jīng)系統(tǒng)，需要傳感器去回應(yīng)打印過程)用戶和專家都會(huì)因此感到挫敗。

Naomi Wu: 你覺得對(duì)于在家用/辦公室采用3D打印來說，最大的障礙是什么？我們都見識(shí)過Lulzbot, Ultimaker還有Prusa在平衡商業(yè)策略和對(duì)開源硬件的承諾都是游刃有余的。在你眼里，你覺得他們維持平衡的關(guān)鍵點(diǎn)是什么？

Richard Horne: 其實(shí)道理很簡單-你需要對(duì)每個(gè)你最后生產(chǎn)的產(chǎn)品都真誠公開，銷售和提供售后支持。當(dāng)然你也需要有屬于自己的一個(gè)制造3D打印機(jī)的高效率低成本的工作流程。雖說要開源，但是并不代表你把所有的信息都公開出去，例如你不需要告訴你的競爭對(duì)手你是如何制造零件，或者你設(shè)計(jì)什么樣的工具使你的制造流程靈活性更高（或者在軟件方面的，不要把你如何完成制造目的所使用的工具和技能完全公開）

但在產(chǎn)品發(fā)布后六個(gè)月，才把新的設(shè)計(jì)發(fā)布出去肯定不是答案。一些公司的“產(chǎn)品開源”方法未必可以立刻滿足那些購買他們機(jī)器或者產(chǎn)品想改善和改變東西的顧客。爭議最大的就是怕把信息發(fā)布出去后，就等于完全給其他公司泄漏了如何山寨和制造的信息。但是其實(shí)這對(duì)西方的廠家影響比較多一點(diǎn)，（因?yàn)楹茈y使用低價(jià)格去購買一些原材料）但是在東方只要有了模型，（在購買原材料和分析如何制造的時(shí)候肯定東方占優(yōu)勢）就可以很快復(fù)制成品，所以你的焦慮是沒什么用的。最重要的還是你的用戶，當(dāng)你的用戶獲取這些數(shù)據(jù)的時(shí)候才能更快更好地幫你改進(jìn)你的漏洞然后，再把資源公布出來免費(fèi)幫助你修復(fù)漏洞（你永遠(yuǎn)不知道你的顧客是否只是普通購買者，還是工程師愿意為這些難題專研的人），所以對(duì)原創(chuàng)原廠家來說，擔(dān)心沒有什么用，因?yàn)檫@不會(huì)阻止那些要復(fù)制的人，但是會(huì)阻止產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)程。

Arduino很成功的為自己的品牌打造好的名聲和維持對(duì)社區(qū)的忠誠度和活躍度，所以顧客愿意花更多的錢去購買真品而不是偽品。是的，很多人會(huì)選擇購買山寨產(chǎn)品，但是如果沒有足夠的售前售后支持，利用產(chǎn)品的發(fā)展和創(chuàng)新去競爭-脫離單純的復(fù)制基礎(chǔ)，你永遠(yuǎn)不可能有追隨者和支持者去忠于你所建立的社區(qū)。

簡單要傳遞的一條信息就是對(duì)于公司來說最好就是成為開拓者，而不是成為潮流的追隨者。而且你要對(duì)自己公開的信息有信心，因?yàn)槟阒�道你的知識(shí)版權(quán)肯定多多少少都會(huì)被忽略，被踐踏。但是在這種提倡開放式創(chuàng)新的情況下，開源不僅對(duì)你的用戶來說是件好事。而且你日后得到的肯定比現(xiàn)在的要多（即使對(duì)你的競爭者來說亦是一樣）

Naomi Wu: 最后一個(gè)問題，如果你在條件限制下要制造自己心目中的低于2000美金的3D打印機(jī)，而且只使用那款打印機(jī)-你會(huì)用什么類型的？Delta（三角洲） 還是cartesian（笛卡爾）-coreXY（三維導(dǎo)軌）? 用塑料傳送帶，繩子，梯形絲桿？直接跟噴頭連接還是在噴頭之外的地方連接擠壓出絲器？噴頭全部使用金屬還是里面帶有PTFE的噴頭？我們目前非常好奇你對(duì)此的偏好。

Richard Horne: 如果那臺(tái)3D打印機(jī)對(duì)于我來說不是一次性的，但屬于大量生產(chǎn)的套餐系列？-那么我會(huì)在結(jié)構(gòu)上使用更加堅(jiān)固的CNC配件-我大概會(huì)用可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)但是小型的滾珠螺桿，高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)加上一個(gè)非常堅(jiān)固的框架。我比較欣賞笛卡爾類型的打印機(jī)再加上個(gè)龍門架（沒有打印機(jī)的自己想象一下，兩條鐵桿在打印機(jī)中間位置支撐馬達(dá)和噴頭，然后兩條鐵桿終端有個(gè)幫助推動(dòng)桿子的輔助配件）

我的第二個(gè)選擇會(huì)用類似上述的堅(jiān)固配件，但是這款應(yīng)該會(huì)由SCARA與6個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。重申一下我比較喜歡那種只有Z軸移動(dòng)的熱床，因此那種像機(jī)械臂XY軸移動(dòng)的3D打印機(jī)絕對(duì)會(huì)是我下一個(gè)打印機(jī)的首選。

其實(shí)我上述的那些配件很容易可以作為一個(gè)可自己組裝的套餐。雖然對(duì)比其他的可能要貴一些，但是我覺得在2000美金以下還是有可能的。

對(duì)于噴頭的選擇，很久以前我就做了一個(gè)決定，除了在E3D那里購買噴頭以外，我知道自己是無法做到或者買到比這公司更好的配件。所以對(duì)于我來說每一臺(tái)我所擁有的打印機(jī)的噴頭都必須是來自E3D公司的。最主要的原因是如果使用CNC樣式比較堅(jiān)固的配件，我會(huì)希望我的理想打印機(jī)噴頭是多功能的。多個(gè)3D打印噴頭，激光噴頭或是小型的數(shù)控鏤銑頭為最后的打印品打磨和清理最后的打印物品。

我的確也挺喜歡RepRap的設(shè)計(jì)，里面的打印機(jī)零件都可以被自行打印出來，所以我也希望在市面上看到FDM類型的迷你3D打印機(jī)（高質(zhì)量的打印效果-加上微小的噴頭）移動(dòng)部分系統(tǒng)使用工廠做出來的高質(zhì)量的硬件產(chǎn)品，其他外觀上的可以使用自己打印出來的配件。其實(shí)我對(duì)于中國或者遠(yuǎn)東供應(yīng)商還沒有出售我上述的東西頗為驚訝。高質(zhì)量低價(jià)格的CNC組裝套件卻是很常見，但是3D打印做出來的組裝配套零件質(zhì)量卻不咋樣的，好像市場上賣的廉價(jià)玩具，沒有高端的移動(dòng)系統(tǒng)也沒有結(jié)實(shí)的框架。

3D打印的硬件提升在未來發(fā)展中有很大的進(jìn)步空間，但是我們應(yīng)該在下一個(gè)采訪中才詳細(xì)討論這個(gè)問題。

Naomi Wu: 真是一個(gè)好主意-這個(gè)采訪已經(jīng)占據(jù)你怎么多時(shí)間了。我很感謝你抽空直接與中國的3D打印社區(qū)對(duì)話。我們很多人都認(rèn)識(shí)你而且很欣賞你的作品。

Richard Horne: 很感謝你的這些問題，我希望我的一些想法和主意能夠給更多人帶來靈感去做一些力所能及的事情來擴(kuò)展這個(gè)3D打印圈子。

你可以在這里看到更多理查德.霍恩的作品：
https://www.youmagine.com/richrap/designs
https://github.com/RichRap
http://richrap.blogspot.com/
https://twitter.com/RichRap3D

采訪人：“機(jī)械妖姬”Naomi Wu