RepRap 3D打印新風向：自我復制型設計實現(xiàn)迅速創(chuàng)建原型
3D打印可以迅速創(chuàng)建原型，并將設計周期縮短數(shù)月。采用該技術的傳統(tǒng)壁壘包括硬件成本過高，及對非CAD技術人員而言缺少簡單易用的設計軟件?，F(xiàn)在有了RepRap開源、自我復制型3D打印機，以及可免費下載的DesignSpark Mechanical 3D 設計軟件，企業(yè)和開發(fā)者迎來了縮短產品開發(fā)周期并大幅擴展創(chuàng)新范圍的全新機遇。
3D打印
3D打印技術的誕生徹底革新了產品開發(fā)過程。3D打印技術是使用可粘合材料將CAD模型制作成固體實物的過程，簡要來說，即將諸如塑料或金屬等材料以不同的形狀一層層疊加起來，通過逐層打印來構造物體。3D打印技術被越來越多地應用于快速成型以及制造業(yè)，例如工程，建筑，汽車，國防，航天，醫(yī)療應用及消費品領域。3D打印技術的正從應用在大公司的小規(guī)模技術逐漸轉變?yōu)槊嫦蛳M者和小企業(yè)的大眾市場，并且3D打印與其它技術如開源技術在未來注定會扮演重要的角色 - 未來的制造方法不會再是一刀切，而更有趨于個性化定制，更具獨特性。
圖1–限量版紅色RepRapPro Ormerod打印機
快速成型—— 不再需要幾周，只需數(shù)小時
雖然3D打印目前正在影響許多行業(yè)主流產品的制造，尤其是在小批量或定制化的生產中，但是該技術的局限性在于大批量生產。然而，能夠迅速創(chuàng)建原型革命性地改變了產品開發(fā)過程 ——掌握機械技術不再是創(chuàng)建模型的必要條件，由此大大縮短了將產品推向市場的時間，并顯著增加了設計自由度。目前許多行業(yè)的產品開發(fā)過程都已得到顯著改善，包括汽車制造，電子消費品和醫(yī)療設備。3D打印技術被大小公司用于設計產品和測試新概念，替代了用來制作新的零部件早期原型的定制模具。于是產品開發(fā)人員拿到產品原型不再需要等待幾個星期或幾個月，只需僅僅幾小時或幾天。這一過程不僅僅節(jié)約了時間和成本，使用3D打印技術快速成型的產品更具創(chuàng)新性，質量更高，產品開發(fā)人員不再需要從工廠或注模廠處取得工具及零部件。有了3D打印機，產品投入量產之前可以進行物理測試，并進一步完善和改進原型。
RepRap和自我復制
3D打印技術的主要動力源自開源技術和3D打印機的自我復制?！翱焖購椭圃蜋C”（Replicating Rapid Prototyper）項目，又稱為“RepRap”，由前英國巴恩大學的機械工程教授Adrian Bowyer等人始建于2004年，該計劃旨在開發(fā)一種低成本、可打印大部分自身組件的3D打印機。RepRap打印機采用基于熔絲制造（FFF）的3D打印方法，使用計算機控制的塑料噴膠槍，該噴槍有一個極細的噴嘴和一卷進料到加熱室的塑料。塑料材料通過一個小噴嘴噴射出來，在基板上形成第一層，然后第一層高度會降低一點，以準備打印第二層，依此類推。
雖然能夠打印自身所有的塑料部件，RepRap也詳細規(guī)定了構造該類打印機的所有部件例如電動馬達、電子組件和各種其它諸如金屬螺桿等必須同時具有兩個屬性：相對便宜和容易獲得，且必須滿足世界各地的人都能夠無地域限制地得到供給RepRap項目的根本目的就是為了讓所有人都能夠使用3D打印，因此該項目的原則是開源，即項目設計文件應是公開的，RepRap社區(qū)的人們將持續(xù)把RepRap的設計完善化，或使之更精準或更容易建立，這些改進將被發(fā)布到網上。因此，如果用戶有一個舊的RepRap打印機，便可依據改進后的設計來制造新的打印機。
RepRapPro Ormerod打印機
此外，為進一步宣傳這一概念，RepRap項目的商業(yè)組織RepRapPro在2011年成立。最先推出的RepRapPro3D打印機被命名為Huxley和Mendel，兩款打印機的售價均為幾百英鎊，套件內帶或不帶塑料打印部件。而RepRapPro的最新設計——Ormerod全套3D打印套件現(xiàn)已推出。與3D設計軟件搭配使用，例如來自RS的免費3D設計軟件DesignSpark Mechanical，此款打印機使世界各地的設計工程師可以迅速、低成本地開發(fā)復雜的概念和產品。Ormerod同時也適合小批量生產，是現(xiàn)有最萬能的3D打印機之一，功能易于擴展，可快速自我復制和裝配。
與先前的版本相同，Ormerod 也基于FFF（熔絲制造）工藝來制作不同的塑料材質和色彩的3D實物。此工藝可讓用戶創(chuàng)建出電腦制模的任意形狀，包括采用傳統(tǒng)技術根本無法實現(xiàn)的某些形狀。雖然Ormerod是每次只能處理一種塑料的單色3D打印機，但它本來就設計有三色沉積應用，其升級版機型很快就會上市。
此外，Ormerod的電子器件也被重新設計，現(xiàn)已能夠通過網絡瀏覽器連接網絡。相比而言，Ormerod結構簡單很多，只需兩個小時，而其前身RepRapPro Mendel通常需要兩天才能拼裝起來。因而極大地便利了非專業(yè)人員的使用。
打印機套件
RepRapPro Ormerod將以套件形式發(fā)貨，包含所有所需部件，即到即裝。完整的套件包括：所有打印部件；所有硬件，包括螺桿和光桿、螺釘、螺母、墊片、皮帶和軸承；預焊接和預編程的電子器件；MicroSD卡和適配器；加熱PCB貼裝表面；電機；噴嘴組件和擠出驅動裝置；100m的1.75mm直徑PLA（聚乳酸）熔絲材料（約300g）；電源（歐洲、英國、美國及澳大利亞適用）；以及運行該機器的開源軟件，包括電子器件固件。Ormerod其它規(guī)格包括：0.1mm精度、0.0125mm分辨率、1.8mm/分鐘的編譯速度以及33cm3/小時的沉積速率。
此外，由于所有RepRapPro打印機均具有自我復制自身塑料部件的能力，純硬件Ormerod套件，不含3D打印部件也同時推出，這意味著Ormerod 用戶將能夠使用Ormerod 為他人制作Ormerod打印機。RepRapPro Ormerod低成本3D打印技術，加上RS免費、直觀的DesignSpark Mechanical軟件以及3D部件模型庫，為3D設計和快速模型創(chuàng)建開創(chuàng)了新紀元，使其從為數(shù)極少的CAD專家專享成功惠及到更廣泛的用戶群，并會大幅擴展創(chuàng)新范圍并大幅縮短上市時間?！?
下載文檔
