Hu Lian Wang _ - Hu Xiu_268
准组件。其中包括螺杆、伺服电动机、线路、电子电路板、打印头零件(或“热端”)和电源。这些零件可以分别或成套购买,比如可以在 RepRapPro.com 上买到,这个网站是由 RepRap 的创造者阿德里安·鲍耶创建的。编写此书时,RepRapPro.com 上以 599 美元/399 英镑价格出售全套的初级RepRap组件,还有除3D打印部分之外的一套配件,售价为474美元/319英镑。此价格包含所有需要打印的配件,但不包含运费。RepRap的成套组件和备用零件还可以在ReprapUniverse.com上购买。
最初的RepRap设计称为“Darwin”,首次创建于2007年(其3D打印零件是用Stratasys公司的FDM打印机制造的)。2009年夏天推出了一款改良版RepRap,名为“Mendel”,这一版本的打印机目前仍十分流行。一台标准Mendel尺寸是500毫米×400毫米×360毫米(约19.7英寸× 15.8英寸×14.2英寸),打印体积为200毫米×200毫米×140毫米(7.9英寸×7.9英寸×5.5英寸)。RepRap的其他型号包括MendelMax(结构坚硬、易组装)、Prusa Mendel(低成本、零件易采购)、Wallace(减少了零件数量和降低了制作难度的小型3D打印机)和最近的Huxley(最新试验性、可携带、Mendel的变化版本)。图5-1 所示为一台Huxley RepRap 3D 打印机,图5-2 所示为一台MendleMax RepRap 3D打印机。
由于RepRap的设计是开源的,许多个人先行者和一些小型企业就利用 RepRap 的设计作为起点开发出了自己的 3D 打印机。最著名的是MakerBot Industries公司(销售MakerBot Replicators的企业,在第3 章中介绍过)。
图5-1 Huxley RepRap 3D打印机(图片来源:reprappro.com)
图5-2 MendelMax RepRap 3D打印机(图片由RepRapUniverse.com网站提供)
5.1.2 FAB@HOME
第二个开源3D打印的主要倡导者是Fab@Home。该项目第一个目标也是最主要的目标是“让每个家庭都能将创意变为现实,从而促进改革”。项目网站fabathome.org上进一步解释说:
Fab@Home 将会改变我们的生活方式。它是制作多功能3D物体打印机和程序的平台。它可以在桌面上进行生产并节省预算。Fab@Home 获得了全球专业和个人开源社区的大力支持,利用今天改变明天。加入我们,打印一切。
Fab@Home计划开始于2006年,由美国康奈尔大学计算合成实验室的霍德·利普森和埃文·马龙发起。现在的 Fab@Home 社区包括数百名工程师、发明家、艺术家、学生和世界范围内的兴趣爱好者,在其成立的第一年就有超过1700万人次的网页浏览量。
和RepRap 硬件一样,Fab@Home 3D 打印机也是通过材料挤出技术制造物体层。然而,与RepRap 和其他大部分使用材料挤出技术的3D打印机不同的是,Fab@Home的硬件本身不具有控制熔融热塑挤压的特性。它使用的是基于注射的沉积系统,通过一个或多个电脑控制的活塞挤压注射器将材料挤出。可以挤出的材料有糊剂、凝胶或泥浆。实际上,只要能够从注射器中挤压出来并通过干燥、加热或紫外光照射固定成型的材料都可以用Fab@Home 3D打印出来。
Fab@Home打印机已经使用多种材料制作出了物体,其中包括专门开发的“FabEpoxy”树脂以及硅胶、蛋糕糖霜、奶酪、培乐多泥胶和石膏粉。陶瓷用粘土经过大量水稀释后可以成功地进行3D打印,巧克力也能够通过置于注射器打印工具上的小型加热器进行输出。甚至含有活细胞的水凝胶都可以用于 Fab@Home 打印机(第 7 章深入介绍生物打印时会继续探讨这一话题)。
第一台Fab@Home 3D打印机叫作“Model 1”,2007 年诞生于美国康奈尔大学。该打印机尺寸为 470 毫米× 406 毫米× 457 毫米( 18.4英寸×16英寸×18英寸),打印体积是200毫米×200毫米×200毫米(7.9英寸×7.9 英寸×7.9 英寸)。组装一台Model 1 Fab@Home 打印机需要18小时到 24 小时,一台使用单一材料制作物体的注射器设备零件成本约为2300美元。
你可能已经猜到了,随着Model 1的逐渐稳定,又出现了Model 2。它比Model 1 更小、更快、更精准,并具有相同的打印体积。Model 2 还降低了制作成本(大约花费 1600 美元)和可更换的工具头,允许其(在附加硬件的基础上)作为计算机控制的充水装置。Model 2 可增加至8个注射器,并可使用8 种不同材料进行3D 打印。简单来说,Model 2 具有即插即用功能。更令人惊讶的是,Model 2 完全是由康奈尔大学Fab@Home学生项目小组中尚未毕业的大学生们设计出来的。
毫无疑问,Fab@Home 是一项惊人的发明。从以上描述中就可以看出,相较于RepRap开源这个“竞争对手”来说,它远远不止一个3D打印研究工具这么简单。因为它可以利用多种材料制造物体,并很早就用来3D打印漂亮又新奇的物品,包括饼干、工作电池、甚至一台功能齐全的电报机。
5.1.3 开源DLP 投影3D 打印机
当RepRap把业务视角放在热塑挤压开源3D打印的时候,就已经有效地控制了“市场”。同样,Fab@Home在挤压其他材料方面做着同样的工作。鉴于RepRap和Fab@Home的设计都是开源的,并且任何人都可以随意对其进行修改和改进,我们仍然希望它们的“统治地位”继续持续下去。但是,这不是说不给其他3D打印技术开源设计的机会,事实上这些都一