Reprap 3D打印机介绍：什么是Reprap

编者按：目前市场上很多桌面级3D打印机都跟这个桌面3D打印机的始祖— Reprap有关。它低廉的价格，还可以接受的精度，加上DIY的乐趣，以及很多美好而且崇高的理想，让Reprap成为开源硬件领域的重要研究课题。Wikipedia上有大家整理的Reprap的一些相关资料，现把它整理至此，方便大家随时参考。如果你对组装一台Reprap非常感兴趣，你还可以访问Reprap的官方Wiki查看Reprap的详细介绍。

北京创客空间组装的一台Reprap 3D打印机

什么是Reprap？
RepRap是一个三维打印机原型机（或3D立体打印机），它具有一定程度的自我复制能力，能够打印出大部分其自身的（塑料）组件。RepRap是（replicating rapid prototyper）的缩写。这原型机从软件到硬件各种资料都是免费和开源的，都在自由软件协议GNU通用公共许可证GPL之下发布。
至目前为止，RepRap项目已经发布了四个版本的3D立体打印机：2007年3月发布的”达尔文”(Darwin)，2009年10月发布”孟德尔”(Mendel)，并在2010年发布的“Prusa Mendel”，和”赫胥黎”(Huxley)。开发者采用了著名生物学家们的名字来命名，是因为“RepRap就是复制和进化”。
由于机器具有自我复制能力，作者设想可能廉价的传播RepRap给个人和社区，使他们能够创建（或下载来自互联网）的复杂的产品，而不需要昂贵的工业设施。他们打算利用RepRap来展示在这个过程中是可以进化，以及它的数量可以按指数成倍增加。
硬件：
作为一个开放源码项目，旨在鼓励演化，有许多衍生版本存在，并它们的设计师是自由的进行修改和替换。然而，RepRap三维打印机的热塑性挤出机一般由安装在一个计算机控制的笛卡尔坐标的XYZ平台。该平台是由钢杆与打印出的塑料连接部件建造。所有三个轴是被步进电机所驱动，在X轴和Y轴是通过一个正时传送带(timing belt)，还有在Z轴是通过丝杠(leadscrew)。
RepRap的核心部件是热塑性塑料挤出机。早期的RepRap挤出机采用齿轮传动直流电动机驱动的螺丝紧紧地压塑料丝原料，迫使它经过加热熔化室，通过一个狭窄的挤压喷嘴。然而，由于其巨大的惯性，直流电动机不能快速启动或停止，因此难以精确控制。因此，更近的挤出机使用步进电机（有时齿轮的）驱动原料丝，捏原料丝之间的花键轴或滚纹轴和一个球轴承。
RepRap的电子产品是基于流行的开放源码的Arduino的平台，与其它用于控制步进电机的板卡。当前版本的电子产品使用的Arduino的衍生Sanguino的主板，和一个另外的和定制的
Arduino板做的挤出机控制器。这种架构可以扩展额外的挤出机，每个挤出机可用自己的控制器。
软件
RepRap被视为是一个完整的复制系统，而不是简单的一块硬件。为此，该系统包括计算机辅助设计（CAD）的3D建模系统和计算机辅助制造（CAM）软件和驱动程序的形式，把RepRap用户的设计转换成一组指令，通过RepRap的硬件，转变成了物理物体。
现在已经有为RepRap开发了两种不同的CAM工具链。首先，简单地题为“RepRap Host”，是RepRap领导开发人员Adrian Bowyer用Java语言编写。第二，“Skeinforge”，是由Enrique Perez独立编写。两者都是完整的工具链系统，把3D模型转换为命令打印机的机器语言G-code。
几乎任何CAD或3D建模软件可以与RepRap使用，只要它是能够生成STL文件。内容创建者可以使用他们熟悉的任何工具，不管工具是商业的CAD软件，例如SolidWorks，或开源的3D建模软件，例如Blender或OpenSCAD等。
材料
RepRaps的打印出的物体材料是来自与ABS，PLA聚乳酸，和类似thermopolymers的材料。
PLA聚乳酸具有高刚度，最小的翘曲，和具有一个有吸引力的半透明颜色的工程优势。PLA聚乳酸材料是生物可降解性的和植物来源的环保材料。
RepRap用户不同于大多数商业机器，我们鼓励印刷新材料和新方法进行实验，并公布其结果。用于打印的新材料（如陶瓷）的方法已被开发这种方式。
RepRap项目还没有确定一个合适的载体材料，以补充其印刷过程中。
印刷电子技术是RepRap项目的一个主要目标，因为它将可以打印自己的电路板。已经提出几种方法：
伍德合金 or Field’s metal: 电路纳入到的部分，因为它是被形成的低熔点金属合金。
银填充的聚合物：通常用于电路板的维修，考虑用于导电迹线。
直接挤出的焊料
导电线: 在印刷过程中的可以从线轴铺设到一个部件
Reprap与商业机的关系
其它三维打印机设计（如商业Makerbot），和部分由其他装置（如Meccano）构造可用于引导RepRap建造RepRap零件的过程。许多这样的机器都是基于RepRap设计和使用RepRap电子系统。这些一般被RepRap社区称为名字“RepStrap”（“引导RepRap”）。一个RepStrap是任何开放式硬件的快速成型机，建造RepRap部件，本身是还没有的RepRap伞下的制造工艺所建造。一些RepStrap设计是和达尔文和孟德尔相似的，但已被修改为由激光切割片材或铣零件。其他，如Makerbot，共享与RepRap（尤其是电子）等的一些设计元素，但是Makerbot其机械结构是完全重新设计的。
RepRap项目的既定目标是建造一个纯粹的自我复制设备，不是为了建造设备本身，而是为了能让用户个人可以在这个星球上的任何地方，以一个最小的资本支出，把桌上台式制造系统技术放在用户个人手中，这将能使用户个人可以制造了许多在日常生活中使用的物品。从理论上讲，该项目试图证明一个假说，那就是用这个技术可以让人们可以使用冯诺依曼通用制造器，来建造出“具有足够的通用性的快速原型设计和直接写技术”。
RepRap自我复制的性质也有利于它像病毒一般的传播，和可能有利于主要产生模式的典范转移，从一个工厂生产的专利产品的设计到制造的消费产品，很可能变到个人非专利产品的生产与开放的规范。开放的个人产品的设计和制造能力，大大降低了生产周期时间，并支持更大的产品多样性，可支持非工厂生产的规模。

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