Reprap 3D打印機介紹：什么是Reprap

編者按：目前市場上很多桌面級3D打印機都跟這個桌面3D打印機的始祖— Reprap有關。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成為開源硬件領域的重要研究課題。Wikipedia上有大家整理的Reprap的一些相關資料，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的詳細介紹。

什么是Reprap？
RepRap是一個三維打印機原型機（或3D立體打印機），它具有一定程度的自我復制能力，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：2007年3月發(fā)布的”達爾文”(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家們的名字來命名，是因為“RepRap就是復制和進化”。
由于機器具有自我復制能力，作者設想可能廉價的傳播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)）的復雜的產(chǎn)品，而不需要昂貴的工業(yè)設施。他們打算利用RepRap來展示在這個過程中是可以進化，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，并它們的設計師是自由的進行修改和替換。然而，RepRap三維打印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軸是通過絲杠(leadscrew)。
RepRap的核心部件是熱塑性塑料擠出機。早期的RepRap擠出機采用齒輪傳動直流電動機驅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(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電機的板卡。當前版本的電子產(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。
軟件
RepRap被視為是一個完整的復制系統(tǒng)，而不是簡單的一塊硬件。為此，該系統(tǒng)包括計算機輔助設計（CAD）的3D建模系統(tǒng)和計算機輔助制造（CAM）軟件和驅動程序的形式，把RepRap用戶的設計轉換成一組指令，通過RepRap的硬件，轉變成了物理物體。
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領導開發(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模型轉換為命令打印機的機器語言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)機器，我們鼓勵印刷新材料和新方法進行實驗，并公布其結果。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。
印刷電子技術是RepRap項目的一個主要目標，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，考慮用于導電跡線。
直接擠出的焊料
導電線: 在印刷過程中的可以從線軸鋪設到一個部件
Reprap與商業(yè)機的關系
其它三維打印機設計（如商業(yè)Makerbot），和部分由其他裝置（如Meccano）構造可用于引導RepRap建造RepRap零件的過程。許多這樣的機器都是基于RepRap設計和使用RepRap電子系統(tǒng)。這些一般被RepRap社區(qū)稱為名字“RepStrap”（“引導RepRap”）。一個RepStrap是任何開放式硬件的快速成型機，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設計是和達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）等的一些設計元素，但是Makerbot其機械結構是完全重新設計的。
RepRap項目的既定目標是建造一個純粹的自我復制設備，不是為了建造設備本身，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計和直接寫技術”。
RepRap自我復制的性質也有利于它像病毒一般的傳播，和可能有利于主要產(chǎn)生模式的典范轉移，從一個工廠生產(chǎn)的專利產(chǎn)品的設計到制造的消費產(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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