有关3D打印机Prusa Mendel的一些基本信息

连一些最基本的常识都没有提及，例如3D打印机到底是什么？它能做什么？我自己明了但未必每个读我博客的人都清楚。长篇大论就没有必要了，简单来说3D打印机能将电脑中的3D模型用加热过的打印原料按照层叠的方式堆砌出来。家用的打印原料主要是塑料，工业上也有金属等其他材料。所谓“层叠”的“堆砌”，就是从平面的二维开始，逐渐往上一层一层的堆成三维。有点理工科背景的都不难理解，其实现起来无非是X,Y,Z三个轴的动作控制和对打印原料的加热和挤出控制。与传统的制造加工业多用切割削这种做减法的方式不同，3D打印是做“堆砌”这样的加法，更加经济、精确和易于加工。

    RepRap代表了一种可以自我复制的3D打印开源方案，一台RepRap的3D打印机上的塑料零件，都是由另一台RepRap打印出来的。而这种自我复制是完全开源，即免费的，没有任何版权的限制。开源也意味着任何人都可以对它进行修改和提高。市面上已经出现了很多3D打印机，大部分是商业化的非开源的产品，而RepRap基本上是唯一的最有影响力的低成本的开源方案。以下引用RepRap主页上的一幅用户分布图，“你使用过哪一种3D打印机？”

    基于RepRap体系的3D打印机机型有很多，除了上篇博文里提到的Prusa Mendel和Huxley以外，还有一些更早期的或者功能更新更好的机型，在RepRap Wiki社区里都有介绍。因为我选择的项目是Prusa Mendel，所以只会以它为例进行说明，所有RepRap机型的原理都是大同小异的，可能在一些部件选择、附加功能上有差异，但不影响我们对它主要功能的理解和学习。

    OK，终于到Prusa Mendel了。Prusa Mendel是基于早期Mendel机型的一个改进，而Mendel则是RepRap社区里出现的第二款成熟的桌面3D打印机。Prusa Mendel本身又已经经历了两代设计（第三代已经在开发中），Iteration 1第一代被称作是3D打印机历史上的福特Mode T——福特汽车历史上最著名和销量最广泛的车型。Iteration 2第二代在前代基础上做了一些细微的改进和优化，具体可参考RepRap wiki。

有关3D打印机Prusa Mendel的一些基本信息

    它是怎么工作的？像我前面简单说过，3D打印机将塑料加热后通过挤出的方式一层一层的堆砌，最后形成一个物体。Prusa本身有一个框架和三根轴：X轴左右移动，Y轴前后移动，Z轴上下移动。挤出喷头extruder安装在X轴上的支架上，融化并挤出塑料填料。挤出喷头下面的部分叫做热端hotend，其有加热模块（电阻或者镍铬电热丝）和一个通常孔径小于1mm的喷嘴。3D打印机的电路部分控制三根轴的运动，确保挤出喷头能在准确的位置将塑料堆砌到打印件上。

    3D打印机通常由安装了建模软件的电脑直接控制。在软件中调入SOLID模型（即STL文件）并转化为G代码，然后G代码由USB接口传送到打印机的电路部分，告诉打印机应该怎么控制三根轴的移动。有些控制电路可以允许使用SD卡来存储这些G代码，这样3D打印机就可以脱离电脑工作。

    在下一篇博文具体介绍装配Prusa Mendel所需的一些关键部件之前，我想先在这里大致列下部件列表。我的这台打印机由哪些东西组成。
所有的打印件，即塑料零件
金属框架（由螺纹杆、螺钉、螺帽、垫圈等组成）
移动轴（由光杆、轴承、传动皮带、滑轮组等组成）
挤出喷头（由打印塑料件、螺钉、螺帽、弹簧、热端Hotend组成）
打印床板包括加热床板
5个Nema 17步进电机
电路部分（包括Ramps1.4主控电路板、4个Pololu A4988步进电机驱动板、3个停止位开关、挤出喷头加热控制及温度感应、加热床板控制电路、可选的SD卡读卡器电路）
电脑机箱ATX电源
最重要的是耗材——塑料填料（3mm塑料线，ABS或PLA）
   
    貌似差不多了吧，毕竟我还没有开始组装的过程，不可避免的也许会有遗漏。希望将来动手实践过以后可以逐步的完善这个清单。后面我会结合自己的采购经历，细化每一项里面需要各零件的具体数目，也许可以帮助国内的同好者在国内采购。
作者系密歇根陈工

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