stringtranslate.com

РепРэп

Все пластиковые детали машины справа были изготовлены на машине слева. Адриан Бойер (слева) и Вик Олливер (справа) — участники проекта RepRap.

RepRap (сокращение от «реплицирующий быстрый прототип ») — это проект по разработке недорогих 3D-принтеров , которые могут печатать большинство своих собственных компонентов. Будучи открытыми проектами , все проекты, созданные в рамках проекта, выпускаются под лицензией свободного программного обеспечения , GNU General Public License . [1]

Благодаря способности этих машин изготавливать некоторые детали самостоятельно, авторы предусмотрели возможность создания дешевых установок RepRap, позволяющих производить сложные продукты без необходимости в развитой промышленной инфраструктуре. [2] [3] [4] Они намеревались, чтобы RepRap продемонстрировал эволюцию в этом процессе, а также чтобы его количество увеличивалось в геометрической прогрессии. [5] [6] Предварительное исследование показало, что использование RepRap для печати обычных продуктов приводит к экономической экономии. [7]

Проект RepRap стартовал в Англии в 2005 году по инициативе Университета Бата , но сейчас в него входят сотни сотрудников по всему миру. [5]

История

RepRap 0.1 построение объекта
Первая деталь, когда-либо сделанная RepRap для создания RepRap, изготовленного на основе прототипа Zaphod, созданного Виком Олливером (13 сентября 2006 г.)
Празднование 10-летия RepRap

RepRap была основана в 2005 году доктором Адрианом Бойером , старшим преподавателем машиностроения в Университете Бата в Англии. Финансирование было получено от Исследовательского совета по инженерным и физическим наукам .

13 сентября 2006 года прототип RepRap 0.2 напечатал первую деталь, идентичную своей собственной, которая затем была заменена исходной деталью, созданной коммерческим 3D-принтером. 9 февраля 2008 года RepRap 1.0 «Дарвин» сделал по крайней мере один экземпляр более половины частей быстрого прототипирования. 14 апреля 2008 года компания RepRap выпустила предмет для конечного пользователя: зажим для крепления iPod к приборной панели автомобиля Ford Fiesta . К сентябрю того же года в разных странах было выпущено не менее 100 экземпляров. [8] 29 мая 2008 года Дарвин добился самовоспроизведения, создав полную копию всех своих быстропрототипированных частей [9] (которые составляют 48% всех частей, исключая крепежные детали). Через пару часов «детская» машинка изготовила свою первую деталь: натяжитель ремня ГРМ.

В апреле 2009 года электронные платы были произведены автоматически с помощью RepRap с использованием автоматизированной системы управления и системы сменных головок, способной печатать как пластиком, так и проводящим припоем. 2 октября 2009 года дизайн второго поколения под названием Mendel напечатал свою первую часть. Форма Менделя напоминает скорее треугольную призму , чем куб. Менделя было завершено в октябре 2009 года. 27 января 2010 года Институт Форсайта объявил о присуждении «Премии Картика М. Гада за гуманитарные инновации» за проектирование и строительство улучшенного RepRap. [10]

31 августа 2010 года конструкция третьего поколения получила название «Хаксли». Это была миниатюра Менделя, занимающая 30% от первоначального объема печати. В течение двух лет создание и использование RepRap и RepStrap получили широкое распространение в сообществах технологий, гаджетов и инженеров. [11]

В 2012 году первый успешный проект Delta, Rostock, имел радикально иной дизайн. В последних итерациях вместо ремней использовались OpenBeams, проволоки (обычно лески Dyneema или Spectra) и т. д., что также отражало некоторые из последних тенденций в RepRap. [ нужна цитата ]

В начале января 2016 года RepRapPro (сокращение от «RepRap Professional» и одно из коммерческих подразделений проекта RepRap в Великобритании) объявила о прекращении торговли 15 января 2016 года. Причиной была перегруженность рынка недорогих 3D-файлов. принтеров и невозможность расширения на этом рынке. RepRapPro China продолжает работать. [12]

Аппаратное обеспечение

Поскольку проект был разработан доктором Бойером для стимулирования эволюции, было создано множество его вариаций. [13] [14] Поскольку проект является проектом с открытым исходным кодом , дизайнеры могут свободно вносить изменения и замены, но они должны разрешать повторное использование любых своих потенциальных улучшений другими.

Существует множество конструкций принтеров RepRap, в том числе:

Программное обеспечение

Адриан Бойер рассказывает о проекте RepRap на выставке Poptech 2007.

RepRap задумывался как полноценная система репликации, а не просто аппаратное обеспечение. С этой целью система включает в себя систему автоматизированного проектирования (САПР) в виде системы 3D-моделирования , а также программное обеспечение и драйверы для автоматизированного производства (CAM), которые преобразуют проекты пользователей RepRap в набор инструкций для RepRap для создания физических объектов. .

Изначально для RepRap были разработаны две цепочки инструментов CAM. Первый, названный «RepRap Host», был написан на Java ведущим разработчиком RepRap Адрианом Бойером. Второй, «Skeinforge», [15] был написан Энрике Пересом. Обе системы представляют собой полноценные системы для перевода компьютерных 3D-моделей в G-код — машинный язык, который управляет принтером.

Позже были созданы другие программы, такие как slic3r и Cura . Недавно была создана прошивка Franklin, позволяющая использовать принтеры RepRap для других целей, таких как фрезерование и обработка жидкостей. [16]

В сообществе RepRap предпочитают бесплатные программы 3D-моделирования с открытым исходным кодом, такие как Blender , OpenSCAD и FreeCAD , но с RepRap можно использовать практически любую программу CAD или 3D-моделирования, если она может создавать файлы STL (также slic3r). поддерживает файлы .obj и .amf ). Таким образом, создатели контента используют любые инструменты, с которыми они знакомы, будь то коммерческие программы САПР, такие как SolidWorks и Autodesk AutoCAD , Autodesk Inventor , Tinkercad или SketchUp , а также бесплатное программное обеспечение .

Репликационные материалы

Таймлапс-видео модели робота (логотип журнала Make ), печатаемой с использованием FFF на RepRap Fisher, дельта-принтере.

RepRaps печатает объекты из ABS , полимолочной кислоты (PLA), нейлона (возможно, не все экструдеры могут), HDPE , TPE и подобных термопластов .

Механические свойства PLA и ABS, напечатанных RepRap, были протестированы и эквивалентны прочности на разрыв деталей, изготовленных на фирменных принтерах. [17]

В отличие от большинства коммерческих машин, пользователям RepRap предлагается экспериментировать с материалами и методами и публиковать свои результаты. Таким образом были разработаны методы печати новых материалов (таких как керамика). Кроме того, было разработано и изготовлено несколько RecycleBots для переработки пластиковых отходов, таких как контейнеры для шампуня и молочные кувшины, в недорогую нить RepRap. [18] Есть некоторые свидетельства того, что использование такого подхода к распределенной переработке лучше для окружающей среды [19] [20] [21] и может быть полезно для создания « нити справедливой торговли ». [22]

Кроме того, было доказано, что продукты 3D-печати в местах потребления более безопасны для окружающей среды. [23]

Проект RepRap определил поливиниловый спирт (ПВА) как потенциально подходящий вспомогательный материал для дополнения процесса печати, хотя большие выступы могут быть созданы путем экструзии тонких слоев основного печатного носителя в качестве поддержки (впоследствии они удаляются механически).

Печать электроники — основная цель проекта RepRap, позволяющая печатать собственные печатные платы. Было предложено несколько методов:

Используя сварочный аппарат MIG в качестве печатающей головки, платформу RepRap deltabot можно использовать для печати на таких металлах, как сталь . [26] [27]

Концепция RepRap также может быть применена к фрезерному станку [28] и к лазерной сварке . [29]

Строительство

Хотя цель проекта состоит в том, чтобы RepRap вскоре смогла самостоятельно создавать многие из своих собственных механических компонентов, используя ресурсы довольно низкого уровня, некоторые компоненты, такие как датчики, шаговые двигатели и микроконтроллеры , пока не могут быть изготовлены с использованием технологии 3D-печати RepRap. поэтому придется производить самостоятельно. План состоит в том, чтобы достичь 100% репликации в серии версий. Например, с самого начала проекта команда RepRap исследовала различные подходы к интеграции электропроводящих сред в продукт. Это позволит включать в продукцию RepRapped соединительную проводку , печатные платы и, возможно, двигатели . Вариации в природе экструдированной электропроводящей среды могут производить электрические компоненты с различными функциями из чистых проводящих дорожек, аналогично процессу изготовления электронных схем (ECME) 1940-х годов, созданному Джоном Саргроувом . Связанный подход – печатная электроника . Еще один невоспроизводимый компонент — стержни с резьбой для линейных перемещений. Текущая область исследований заключается в использовании реплицированных связей Сарруса для их замены. [30]

Участники проекта

В «Основную команду» проекта [31] вошли:

Цели

Видео RepRap, печатающего объект

Заявленная цель проекта RepRap — создать чистое самовоспроизводящееся устройство не ради него самого, а, скорее, предоставить в руки людей в любой точке планеты с минимальными затратами капитала настольную производственную систему , которая позволит человек производит многие артефакты, используемые в повседневной жизни. [5] С теоретической точки зрения, проект направлен на доказательство гипотезы о том, что « технологии быстрого прототипирования и прямого письма достаточно универсальны, чтобы их можно было использовать для создания универсального конструктора фон Неймана ». [34]

Образование

По мнению некоторых ученых, технология RepRap имеет большой потенциал в образовательных приложениях. [35] [36] [37] RepRap уже использовался для образовательной мобильной робототехнической платформы. [38] Некоторые авторы утверждают, что RepRap предлагает беспрецедентную «революцию» в STEM- образовании. [39] Доказательства исходят как от низкой стоимости быстрого прототипирования студентами, так и от изготовления недорогого высококачественного научного оборудования на основе открытых аппаратных разработок, образующих лаборатории с открытым исходным кодом . [3] [4]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ "RepRapGPLLicence - RepRap" .
  2. ^ Пирс, Джошуа М.; Моррис Блэр, Кристина; Ласиак, Кристен Дж.; Эндрюс, Роб; Носрат, Амир; Зеленика-Зовко, Ивана (2010). «3D-печать подходящих технологий с открытым исходным кодом для самостоятельного устойчивого развития». Журнал устойчивого развития . 3 (4). дои : 10.5539/jsd.v3n4p17 .
  3. ^ Аб Пирс, Джошуа М (2012). «Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом». Наука . 337 (6100): 1303–1304. Бибкод : 2012Sci...337.1303P. дои : 10.1126/science.1228183. PMID  22984059. S2CID  44722829.
  4. ^ ab Дж. М. Пирс, Лаборатория с открытым исходным кодом: как создать собственное оборудование и сократить затраты на исследования , Elsevier, 2014.
  5. ^ abc Джонс, Р.; Хауфе, П.; Селлс, Э.; Иравани, П.; Оливер, В.; Палмер, К.; Бойер, А. (2011). «Reprap — быстрореплицирующийся прототип». Роботика . 29 (1): 177–191. дои : 10.1017/s026357471000069x .
  6. ^ Селлс, Э., Смит, З., Бейлард, С., Бойер, А., и Олливер, В. (2009). Reprap: быстрое воспроизводство прототипов: максимальная индивидуализация за счет совершенствования средств производства. Справочник по исследованиям в области массовой настройки и персонализации.
  7. ^ Виттбродт, BT; Гловер, АГ; Лаурето, Дж.; Анзалоне, Греция; Опплигер, Д.; Ирвин, Дж.Л.; Пирс, Дж. М. (2013). «Экономический анализ жизненного цикла распределенного производства с использованием 3D-принтеров с открытым исходным кодом» (PDF) . Мехатроника . 23 (6): 713–726. doi :10.1016/j.mechatronics.2013.06.002. S2CID  1766321. http://digitalcommons.mtu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1048&context=materials_fp
  8. ^ Мэтью Пауэр (23 сентября 2008 г.). «Механическое поколение §». Семенной журнал. Архивировано из оригинала 25 сентября 2008 года . Проверено 4 июня 2010 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  9. ↑ Вик Олливер [@VikOlliver] (27 мая 2021 г.). «Завтра День RepRap. В этот день в 2008 году 3D-принтер впервые достиг самовоспроизведения. Возможно, я немного ему помог» ( Твит ) – через Твиттер .
  10. ^ "Призы Гада". человечество+. Архивировано из оригинала 29 июля 2012 года . Проверено 25 апреля 2011 г.
  11. ^ "Ингениёрен". Ingeniøren Media. 26 сентября 2012 г. Архивировано из оригинала 15 октября 2012 г. Проверено 26 сентября 2012 г.
  12. ^ «RepRap Professional Ltd. закрыта» . 6 января 2016 г.
  13. ^ Генеалогическое древо RepRap
  14. ^ Чулилья, JL (2011). «Кембрийский взрыв популярной 3D-печати». Международный журнал интерактивных мультимедиа и искусственного интеллекта . 1 :4.
  15. ^ Скейнфордж
  16. ^ Вийнен, Бас; Анзалоне, Джеральд С.; Хазелхун, Эмберли С.; Сандерс, П.Г.; Пирс, Джошуа М. (2016). «Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для управления трехмерным движением и обработкой». Журнал открытого исследовательского программного обеспечения . 4 :2. дои : 10.5334/jors.78 .
  17. ^ Тымрак, Б.М.; Крейгер, М.; Пирс, Дж. М. (2014). «Механические свойства компонентов, изготовленных с помощью 3D-принтеров с открытым исходным кодом в реалистичных условиях окружающей среды». Материалы и дизайн . 58 : 242–246. doi :10.1016/j.matdes.2014.02.038. S2CID  15552570.
  18. ^ Бэхлер, Кристиан; ДеВуоно, Мэтью; Пирс, Джошуа М. (2013). «Распределенная переработка отходов полимера в сырье RepRap». Журнал быстрого прототипирования . 19 (2): 118–125. дои : 10.1108/13552541311302978. S2CID  15980607.
  19. ^ Крейгер М., Анзалоне Г.К., Малдер М.Л., Гловер А. и Пирс Дж.М. (2013). Распределенная переработка бытовых пластиковых отходов в сельской местности. Интернет-библиотека материалов MRS, 1492, mrsf12-1492. открытый доступ
  20. ^ Важность экструдера Lyman, Filamaker, Recyclebot и Filabot для 3D-печати. ​​Архивировано 18 марта 2014 г. в Wayback Machine - VoxelFab, 2013.
  21. ^ М. Крейгер, Г. К. Анзалоне, М. Л. Малдер, А. Гловер и Дж. М. Пирс (2013). Распределенная переработка бытовых пластиковых отходов в сельской местности. Онлайн-библиотека протоколов MRS, 1492, mrsf12-1492-g04-06 doi:10.1557/opl.2013.258. открытый доступ
  22. ^ Фили, SR; Вейнен, Б.; Пирс, Дж. М. (2014). «Оценка потенциальных стандартов справедливой торговли для этической нити для 3D-печати». Журнал устойчивого развития . 7 (5): 1–12. дои : 10.5539/jsd.v7n5p1 .
  23. ^ Крейгер, Меган; Пирс, Джошуа М. (2013). «Анализ экологического жизненного цикла распределенной трехмерной печати и традиционного производства полимерных изделий». ACS Устойчивая химия и инженерия . 1 (12): 1511–1519. дои : 10.1021/sc400093k.
  24. ^ Саймон Дж. Ли, Роберт Дж. Брэдли, Кристофер П. Персселл, Дункан Р. Биллсон, Дэвид А. Хатчинс. Простой и недорогой проводящий композитный материал для 3D-печати электронных датчиков.
  25. ^ Блог RepRap 2009 г., посещение 26 февраля 2014 г.
  26. ^ Недорогой способ распечатать металлические детали - The New York Times
  27. ^ Анзалоне, Джеральд С.; Ченлун Чжан; Вейнен, Бас; Сандерс, Пол Г.; Пирс, Джошуа М. (2013). «Недорогой металлический 3D-принтер с открытым исходным кодом». Доступ IEEE . 1 : 803–810. дои : 10.1109/ACCESS.2013.2293018 .
  28. ^ Костакис В. и Папахристу М. (2013). Коллегиальное производство и цифровое производство на базе Commons: пример 3D-печатно-фрезерной машины Lego на базе RepRap. Телематика и информатика.
  29. ^ Лаурето, Джон; Десятун, Сергей; Охади, Майкл; Пирс, Джошуа (2016). «Система лазерной сварки полимеров с открытым исходным кодом: проектирование и характеристика линейных многослойных сварных швов полиэтилена низкой плотности». Машины . 4 (3): 14. doi : 10.3390/machines4030014 .
  30. ^ «Я, репликатор». Новый учёный . 29 мая 2010 г.
  31. ^ «Основная команда — кто мы». Архивировано 6 апреля 2013 г. в Wayback Machine , Reprap.org/wiki.
  32. ^ «Интервью: Эд Селлс, RepRap« открыл многомиллиардную индустрию, теперь известную как 3D-печать »» . Архивировано из оригинала 28 июля 2020 года.
  33. ^ «Интервью: Вик Олливер, первый волонтер RepRap: «Мы не просто построили 3D-принтер»» . Архивировано из оригинала 21 февраля 2020 года.
  34. ^ «RepRap — проект создания быстрого прототипа репликации, IdMRC» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 апреля 2012 года . Проверено 19 февраля 2007 г.
  35. ^ Шелли, Челси; Анзалоне, Джеральд; Вейнен, Бас; Пирс, Джошуа М. (2015). «Технологии 3D-печати с открытым исходным кодом для образования: внедрение аддитивного производства в класс». Журнал визуальных языков и вычислений . 28 : 226–237. дои : 10.1016/j.jvlc.2015.01.004.
  36. ^ Груйович Н., Радович М., Каневац В., Борота Дж., Груйович Г. и Дивач Д. (2011, сентябрь). Технология 3D-печати в образовательной среде. На 34-й Международной конференции по технологиям производства (стр. 29-30).
  37. ^ Меркури, Р., и Мередит, К. (2014, март). Образовательное предприятие по 3D-печати. На конференции по интегрированному STEM-образованию (ISEC), IEEE 2014 г. (стр. 1–6). IEEE.
  38. ^ Гонсалес-Гомес Дж., Валеро-Гомес А., Прието-Морено А. и Абдеррахим М. (2012). Новая мобильная роботизированная платформа с открытым исходным кодом для 3D-печати для образования. В книге «Достижения в области автономных мини-роботов» (стр. 49–62). Шпрингер Берлин Гейдельберг.
  39. ^ Дж. Ирвин, Дж. М. Пирс, Д. Опплингер и Г. Анзалоне. Революция 3-D принтеров RepRap в STEM-образовании, 121-я ежегодная конференция и выставка ASEE, Индианаполис, Индиана . Бумага №8696 (2014 г.).

Рекомендации

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме RepRap .