《電子技術(shù)應(yīng)用》
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RepRap 3D打印新風(fēng)向—自我復(fù)制型設(shè)計實現(xiàn)迅速創(chuàng)建原型,激勵創(chuàng)新

2014-02-11
作者:Mark Cundle
來源:RS Component全球技術(shù)營銷總監(jiān)
關(guān)鍵詞: 3D打印 RepRap

    3D打印可以迅速創(chuàng)建原型,并將設(shè)計周期縮短數(shù)月。采用該技術(shù)的傳統(tǒng)壁壘包括硬件成本過高,及對非CAD技術(shù)人員而言缺少簡單易用的設(shè)計軟件?,F(xiàn)在有了RepRap開源、自我復(fù)制型3D打印機,以及可免費下載的DesignSpark Mechanical 3D 設(shè)計軟件,企業(yè)和開發(fā)者迎來了縮短產(chǎn)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(shù)的誕生徹底革新了產(chǎn)品開發(fā)過程。3D打印技術(shù)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(gòu)造物體。3D打印技術(shù)被越來越多地應(yīng)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(yīng)用及消費品領(lǐng)域。3D打印技術(shù)的正從應(yīng)用在大公司的小規(guī)模技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)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(shù)如開源技術(shù)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。

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(chǎn)品的制造,尤其是在小批量或定制化的生產(chǎn)中,但是該技術(shù)的局限性在于大批量生產(chǎn)。然而,能夠迅速創(chuàng)建原型革命性地改變了產(chǎn)品開發(fā)過程——掌握機械技術(shù)不再是創(chuàng)建模型的必要條件,由此大大縮短了將產(chǎn)品推向市場的時間,并顯著增加了設(shè)計自由度。目前許多行業(yè)的產(chǎn)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(shè)備。3D打印技術(shù)被大小公司用于設(shè)計產(chǎn)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(chǎn)品開發(fā)人員拿到產(chǎn)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(shù)快速成型的產(chǎn)品更具創(chuàng)新性,質(zhì)量更高,產(chǎn)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(chǎn)品投入量產(chǎn)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(fù)制

    3D打印技術(shù)的主要動力源自開源技術(shù)和3D打印機的自我復(fù)制。“快速復(fù)制原型機”(Replicating Rapid Prototyper)項目,又稱為“RepRap”,由前英國巴恩大學(xué)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(gòu)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(shè)計文件應(yīng)是公開的,RepRap社區(qū)的人們將持續(xù)把RepRap的設(shè)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(wǎng)上。因此,如果用戶有一個舊的RepRap打印機,便可依據(jù)改進后的設(shè)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(nèi)帶或不帶塑料打印部件。而RepRapPro的最新設(shè)計——Ormerod全套3D打印套件現(xiàn)已推出。與3D設(shè)計軟件搭配使用,例如來自RS的免費3D設(shè)計軟件DesignSpark Mechanical,此款打印機使世界各地的設(shè)計工程師可以迅速、低成本地開發(fā)復(fù)雜的概念和產(chǎn)品。Ormerod同時也適合小批量生產(chǎn),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(fù)制和裝配。

 限量版紅色RepRapPro Ormerod打印機

    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(zhì)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(shù)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(shè)計有三色沉積應(yīng)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(shè)計,現(xiàn)已能夠通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器連接網(wǎng)絡(luò)。相比而言,Ormerod結(jié)構(gòu)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(yù)焊接和預(yù)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(qū)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(fù)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(shù),加上RS免費、直觀的DesignSpark Mechanical軟件以及3D部件模型庫,為3D設(shè)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。”

RepRapPro Ormerod打印機可在http://china.rs-online.com/web/直接購買;免費下載DesignSpark Mechanical請訪問www.designspark.com。

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