RepRap 3D打印新風(fēng)向—自我復(fù)制型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)迅速創(chuàng)建原型,激勵(lì)創(chuàng)新
2014-02-11
作者:Mark Cundle
來源:RS Component全球技術(shù)營銷總監(jiān)
3D打印可以迅速創(chuàng)建原型,并將設(shè)計(jì)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(jì)軟件?,F(xiàn)在有了RepRap開源、自我復(fù)制型3D打印機(jī),以及可免費(fèi)下載的DesignSpark Mechanical 3D 設(shè)計(jì)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(kuò)展創(chuàng)新范圍的全新機(jī)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(shí)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(fèi)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(fèi)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(huì)扮演重要的角色- 未來的制造方法不會(huì)再是一刀切,而更有趨于個(gè)性化定制,更具獨(dú)特性。
快速成型——不再需要幾周,只需數(shù)小時(shí)
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(jī)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(shí)間,并顯著增加了設(shè)計(jì)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(fèi)品和醫(yī)療設(shè)備。3D打印技術(shù)被大小公司用于設(shè)計(jì)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(gè)星期或幾個(gè)月,只需僅僅幾小時(shí)或幾天。這一過程不僅僅節(jié)約了時(shí)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(jī),產(chǎn)品投入量產(chǎn)之前可以進(jìn)行物理測試,并進(jìn)一步完善和改進(jìn)原型。
RepRap和自我復(fù)制
3D打印技術(shù)的主要?jiǎng)恿υ醋蚤_源技術(shù)和3D打印機(jī)的自我復(fù)制。“快速復(fù)制原型機(jī)”(Replicating Rapid Prototyper)項(xiàng)目,又稱為“RepRap”,由前英國巴恩大學(xué)的機(jī)械工程教授Adrian Bowyer等人始建于2004年,該計(jì)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(jī)。RepRap打印機(jī)采用基于熔絲制造(FFF)的3D打印方法,使用計(jì)算機(jī)控制的塑料噴膠槍,該噴槍有一個(gè)極細(xì)的噴嘴和一卷進(jìn)料到加熱室的塑料。塑料材料通過一個(gè)小噴嘴噴射出來,在基板上形成第一層,然后第一層高度會(huì)降低一點(diǎn),以準(zhǔn)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(xì)規(guī)定了構(gòu)造該類打印機(jī)的所有部件例如電動(dòng)馬達(dá)、電子組件和各種其它諸如金屬螺桿等必須同時(shí)具有兩個(gè)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(xiàng)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(xiàng)目的原則是開源,即項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(jì)完善化,或使之更精準(zhǔn)或更容易建立,這些改進(jìn)將被發(fā)布到網(wǎng)上。因此,如果用戶有一個(gè)舊的RepRap打印機(jī),便可依據(jù)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)來制造新的打印機(jī)。
RepRapPro Ormerod打印機(jī)
此外,為進(jìn)一步宣傳這一概念,RepRap項(xiàng)目的商業(yè)組織RepRapPro在2011年成立。最先推出的RepRapPro3D打印機(jī)被命名為Huxley和Mendel,兩款打印機(jī)的售價(jià)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(jì)——Ormerod全套3D打印套件現(xiàn)已推出。與3D設(shè)計(jì)軟件搭配使用,例如來自RS的免費(fèi)3D設(shè)計(jì)軟件DesignSpark Mechanical,此款打印機(jī)使世界各地的設(shè)計(jì)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(shí)也適合小批量生產(chǎn),是現(xiàn)有最萬能的3D打印機(jī)之一,功能易于擴(kuò)展,可快速自我復(fù)制和裝配。
限量版紅色RepRapPro Ormerod打印機(jī)
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(shí)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(shí)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(jī),但它本來就設(shè)計(jì)有三色沉積應(yīng)用,其升級版機(jī)型很快就會(huì)上市。
此外,Ormerod的電子器件也被重新設(shè)計(jì),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(gè)小時(shí),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(jī)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(jī);噴嘴組件和擠出驅(qū)動(dòng)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(yùn)行該機(jī)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(shí)的沉積速率。
此外,由于所有RepRapPro打印機(jī)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(shí)推出,這意味著Ormerod 用戶將能夠使用Ormerod 為他人制作Ormerod打印機(jī)。RepRapPro Ormerod低成本3D打印技術(shù),加上RS免費(fèi)、直觀的DesignSpark Mechanical軟件以及3D部件模型庫,為3D設(shè)計(jì)和快速模型創(chuàng)建開創(chuàng)了新紀(jì)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(huì)大幅擴(kuò)展創(chuàng)新范圍并大幅縮短上市時(shí)間。”
RepRapPro Ormerod打印機(jī)可在http://china.rs-online.com/web/直接購買;免費(fèi)下載DesignSpark Mechanical請?jiān)L問www.designspark.com。