RepRap 프로젝트

RepRap project
오른쪽 기계용 플라스틱 부품은 모두 왼쪽 기계에서 생산한 것입니다.Adrian Bowyer(왼쪽)와 Vik Oliver(오른쪽)는 RepRap 프로젝트의 멤버입니다.

RepRap 프로젝트는 2005년 영국에서 University of Bath 이니셔티브로 시작되었으며, 대부분의 부품을 자체 프린팅할 수 있는 저렴한 3D 프린터를 개발했습니다. 하지만 지금은 [1]전 세계 수백 명의 협력자로 구성되어 있습니다.RepRap은 Rapid 프로토타이퍼를 복제하는 약자입니다.

오픈 디자인으로서, 이 프로젝트에서 생산된 모든 디자인은 자유 소프트웨어 라이센스인 GNU General Public [2]License로 출시됩니다.

기계 자체 부품을 만들 수 있는 능력 때문에 저자들은 값싼 RepRap 유닛의 가능성을 상상했고, 이를 통해 광범위한 산업 [3][4][5]인프라 없이도 복잡한 제품을 제조할 수 있었습니다.그들은 RepRap이 이 과정에서 진화를 시연하고 그 수가 [1][6]기하급수적으로 증가하도록 의도했다.예비 조사에서는 일반적인 제품을 인쇄하기 위해 RepRaps를 사용하면 경제적인 [7]절감 효과를 얻을 수 있다고 합니다.

역사

RepRap은 2005년 영국 배스 대학의 기계공학 시니어 강사인 Adrian Bowyer 박사에 의해 설립되었습니다.기금은 공학 및 물리 과학 연구 위원회에서 조달했습니다.

2006년 9월 13일, RepRap 0.2 프로토타입은 자체 부품과 동일한 첫 번째 부품을 인쇄했습니다. 이 부품은 상용 3D 프린터로 만든 원래 부품으로 대체되었습니다.2008년 2월 9일, RepRap 1.0 「Darwin」은, 적어도 1개의 인스턴스에서, 고속 프로토타입 부품을 제작했습니다.2008년 4월 14일 RepRap은 Ford Fiesta 자동차 대시보드에 iPod를 고정하기 위한 클램프를 최종 사용자 품목으로 만들었습니다.그 해 9월까지 [8]여러 나라에서 적어도 100부가 제작되었다.2008년 5월 29일, Darwin은 급속 프로토타입[9] 부품(고정 장치를 제외한 모든 부품의 48%)을 완전 복사하여 자기 복제를 달성했습니다.몇 시간 후 "어린이" 기계는 첫 번째 부품인 타이밍 벨트 텐셔너를 만들었다.

  • RepRap 0.1 building an object

    RepRap 0.1 객체 빌드

  • First part ever made by a RepRap to make a RepRap, fabricated by the Zaphod prototype, by Vik Olliver (2006-09-13)

    Zaphod 프로토타입으로 제작된 RepRap을 만들기 위해 Vik Oliver(2006-09-13)가 만든 최초의 부품

2009년 4월에는 플라스틱과 도전성 납땜을 모두 인쇄할 수 있는 자동 제어 시스템과 스왑 가능한 헤드 시스템을 사용하여 RepRap을 사용하여 전자 회로 기판이 자동으로 생산되었습니다.2009년 10월 2일, Mendel이라고 불리는 2세대 디자인이 첫 부품을 인쇄했습니다.멘델의 모양은 입방체라기보다는 삼각형 프리즘을 닮았다.멘델은 2009년 10월에 완공되었다.2010년 1월 27일, 포사이트 인스티튜트는 개선된 RepRap의 설계 [10]및 시공에 대해 "Kartik M. Gada 인도주의 혁신상"을 발표했다.

2010년 8월 31일, 3세대 디자인은 Huxley로 명명되었다.그것은 멘델의 미니어처였고, 원본 인쇄량의 30%를 가지고 있었다.2년 이내에 RepRap과 RepStrap의 구축과 사용은 기술,[11] 가젯 및 엔지니어링 커뮤니티에 널리 퍼졌습니다.

2012년 첫 번째 성공적인 델타 디자인인 Rostock은 근본적으로 다른 디자인을 가지고 있었습니다.최신 반복에서는 벨트 대신 OpenBeams, 와이어(일반적으로 Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄) 등을 사용했습니다.이것은 RepRaps의 [citation needed]최신 트렌드이기도 합니다.

2016년 1월 초, RepRapPro('RepRap Professional'의 줄임말이자 영국의 RepRap 프로젝트의 한 상업 부문)는 2016년 1월 15일에 거래를 중단한다고 발표했다.그 이유는 저가 3D 프린터 시장의 혼잡과 시장 확장이 불가능했기 때문입니다.RepRapPro China는 계속 [12]운영되고 있습니다.

  • A RepRap 10th Birthday celebration: Left to right back row: Bonnie (earliest E3D employee), Torbjørn Ludvigsen (maker of Hangprinter), E3D Online founders Dave Lamb, Joshua Rowley and Sanjay Mortimer, Chris Palmer (nophead Mendel 90), Christian, Clare Difazio. Left to right front row: Rongsheng Zhang (RepRapPro China), Greg Holloway (toolchanger and BigBox), Rory (E3D engineer), Adrian Bowyer, Mary, Sally Bowyer (Director of RepRapLtd) and Richard Horne.

    RepRap 10번째 생일 축하:
    왼쪽에서 오른쪽 뒷줄: 보니(E3D 최고령 직원), Torbjörn Ludvigsen(Hangprinter 제조사), E3D Online 설립자 Dave Lamb, Joshua Rowley 및 Sanjay Mortimer, Chris Palmer(Nophead Mendel 90), Christian, Clare Difa Difazio.
    왼쪽에서 오른쪽: 장룽성(RepRapPro China), 그렉 할로웨이(툴체인저 및 BigBox), 로리(E3D 엔지니어), Adrian Bowyer, Mary, Sally Bowyer(RepRapPro China 디렉터), Richard Horne.

하드웨어

이 프로젝트는 진화를 촉진하기 위해 보이어 박사에 의해 설계되었기 때문에 많은 변형이 생겨났다.[13][14]오픈 소스 프로젝트로서 설계자는 자유롭게 수정과 대체를 할 수 있지만, 잠재적인 개선 사항을 다른 사람이 재사용할 수 있도록 허용해야 합니다.

디자인

다음과 같은 많은 RepRap 프린터 설계가 있습니다.

소프트웨어

Adrian Bowyer가 Poptech 2007의 RepRap 프로젝트에 대해 이야기합니다.

RepRap은 단순한 하드웨어가 아닌 완전한 복제 시스템으로 간주되었습니다.이를 위해 시스템에는 3D 모델링 시스템 형태의 컴퓨터 지원 설계(CAD)와 RepRap 사용자의 설계를 RepRap에 대한 일련의 명령으로 변환하여 물리적 객체를 만드는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어 및 드라이버가 포함됩니다.

처음에는 2개의 CAM 툴 체인이 RepRap용으로 개발되었습니다.첫 번째 "RepRap Host"는 수석 RepRap 개발자인 Adrian Bowyer에 의해 Java로 작성되었습니다.두 번째 작품인 "스킨포게"[15]는 엔리케 페레즈가 썼다.둘 다 3D 컴퓨터 모델을 프린터를 명령하는 기계어인 G-code로 변환하는 완전한 시스템입니다.

나중에 slic3r, pronterface[16], Cura와[17] 같은 다른 프로그램들이 만들어졌다.최근 Franklin[18] 펌웨어는 RepRap 프린터를 밀링 및 유체 [19]취급과 같은 다른 용도로 사용할 수 있도록 개발되었습니다.

RepRapFirmware(RF)는 Duet 보드에서 사용되는 또 다른 일반적인 펌웨어입니다.펌웨어의 오픈 소스 특성으로 인해 사람들은 현재 SKR 시리즈와 같은 Marlin 보드에 RepRapFirmware를 이식하는 작업을 하고 있습니다.

클로즈드 소스 KISSlicer[20] 및 반복 호스트도[21] 사용됩니다.

RepRap 커뮤니티에서는 Blender, OpenSCAD 및 FreeCAD와 같은 무료 오픈 소스 3D 모델링 프로그램을 선호하지만, STL 파일을 생성할 수 있는 한 거의 모든 CAD 또는 3D 모델링 프로그램을 RepRap과 함께 사용할 수 있습니다(slic3r은 .obj 및 .amf 파일도 지원합니다).따라서 컨텐츠 제작자는 SolidWorks 및 Autodesk AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk 123D Design, Tinkercad 또는 SketchUp과 같은 상용 CAD 프로그램에서도 libre 소프트웨어와 함께 익숙한 도구를 사용합니다.

레플리케이션 자료

델타식 프린터인 RepRap Fisher에 FFF를 사용하여 로봇 모델(Make 매거진 로고)을 인쇄하는 타임랩스 비디오.

RepRaps는 ABS, Polylactic acid(PLA), 나일론(일부 압출기가 할 수 있는 것은 아닐 수 있음), HDPE, TPE 및 유사한 열가소성 수지의 물체를 인쇄합니다.

폴리유산(PLA)은 높은 강성, 최소 뒤틀림 및 매력적인 반투명 색상의 엔지니어링상의 이점을 가지고 있습니다.그것은 식물에서 파생되어 생분해성이 있다.

RepRap 인쇄된 PLA 및 ABS의 기계적 특성이 테스트되었으며, 이는 자체 프린터로 [22]제조된 부품의 인장 강도와 동일합니다.

대부분의 상업용 기계와 달리 RepRap 사용자는 재료와 방법을 실험하고 결과를 공개하도록 권장됩니다.새로운 재료(예: 도자기)를 인쇄하는 방법은 이러한 방식으로 개발되었습니다.또한 샴푸 용기와 우유 통과 같은 폐플라스틱을 저렴한 RepRap [23]필라멘트로 변환하기 위해 여러 개의 RecycleBot이 설계 및 제작되었습니다.이러한 분산 재활용 접근방식을 사용하는 것이 환경에 더 좋고 "공정 거래 필라멘트"[27]를 만드는 데 유용할 수 있다는 증거가 있다.

또한, 소비 시점에서의 3D 프린팅 제품은 [28]환경에도 더 나은 것으로 나타났습니다.

RepRap 프로젝트에서는 폴리비닐알코올(PVA)이 인쇄 프로세스를 보완하기 위해 잠재적으로 적합한 서포트 재료로 확인되었습니다.단, 프라이머리 인쇄 용지의 얇은 층을 서포트로서 밀어내면 대량의 돌출부가 형성될 수 있습니다(이러한 돌출부는 나중에 기계적으로 제거됩니다).

인쇄 전자제품은 자체 회로 기판을 인쇄할 수 있도록 하는 RepRap 프로젝트의 주요 목표입니다.몇 가지 방법이 제안되었습니다.

  • Wood's metal 또는 Field's metal: 저융점 금속 합금으로 구성되는 부품에 전기 회로를 통합합니다.
  • 은/탄소 충전 폴리머: 일반적으로 회로 기판을 수리하는 데 사용되며 전기 전도성 [29]트레이스에 사용할 수 있도록 고려되고 있습니다.
  • 납땜의[30] 직접 압출
  • 도전성 와이어: 인쇄 프로세스 중에 스풀의 부품에 삽입할 수 있습니다.

MIG 용접기를 인쇄 헤드로 사용하면 RepRap 델타봇 단계를 사용하여 [31][32]강철과 같은 금속을 인쇄할 수 있습니다.

RepRap 개념은 밀링[33] 머신 및 레이저 [34]용접에도 적용할 수 있습니다.

건설

프로젝트의 목적은 RepRap이 낮은 수준의 자원을 사용하여 많은 자체 기계 부품을 곧 자율적으로 제작할 수 있도록 하는 것이지만 센서, 스테퍼 모터 및 마이크로 컨트롤러와 같은 일부 부품은 RepRap의 3D 프린팅 기술을 사용하여 아직 제작할 수 없기 때문에 독립적으로 제작해야 합니다.이 계획은 일련의 버전에 걸쳐 100% 복제에 접근하는 것입니다.예를 들어 프로젝트 시작부터 RepRap 팀은 전기 전도성 미디어를 제품에 통합하기 위한 다양한 접근 방식을 모색해 왔습니다.이것에 의해, 접속 배선, 프린트 기판, 및 경우에 따라서는 모터를 RepRapped 제품에 포함할 수 있습니다.압출된 전기 전도성 매체의 성질에 따라 순수 전도성 트레이스와 다른 기능을 가진 전기 부품이 생산될 수 있습니다. 이는 John Sargrove의 1940년대 분무 회로 제조 장치(ECME) 프로세스와 유사합니다.관련 접근법은 인쇄 전자제품입니다.또 다른 재현 불가능한 구성 요소는 선형 운동을 위한 나사형 로드입니다.현재 연구 분야는 복제된 Sarrus 연결을 사용하여 이들을 [35]대체하는 것입니다.

프로젝트 멤버

프로젝트의[36] 「핵심 팀」에는, 다음과 같은 것이 포함됩니다.

목표들

개체를 인쇄하는 RepRap 동영상

RepRap 프로젝트의 공식 목표는 자체만을 위한 것이 아니라, 개인이 일상 [1]생활에서 사용하는 많은 아티팩트를 제조할 수 있도록 최소한의 자본 지출을 위해 지구 어디에 있든 개인의 손에 쥐어지는 것입니다.이론적인 관점에서, 이 프로젝트는 "신속한 프로토타이핑과 직접 쓰기 기술은 폰 노이만 유니버설 [37]컨스트럭터를 만드는 데 사용될 수 있을 만큼 충분히 다재다능하다"는 가설을 입증하는 것을 목표로 한다.

교육 어플리케이션

일부 [38][39][40]학자들에 따르면 RepRap 테크놀로지는 교육 어플리케이션에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.RepRaps는 이미 교육용 모바일 로봇 [41]플랫폼에 사용되고 있습니다.일부 저자는 RepRaps가 STEM [42]교육에 전례 없는 "혁명"을 제공한다고 주장했습니다.그 증거는 학생들의 신속한 프로토타이핑 비용이 저렴하고 오픈 소스 [4][5]연구실을 형성하는 오픈 하드웨어 설계에서 나온 고품질 과학 장비 제작에서 찾을 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ a b c Jones, R.; Haufe, P.; Sells, E.; Iravani, P.; Olliver, V.; Palmer, C.; Bowyer, A. (2011). "Reprap-- the replicating rapid prototyper". Robotica. 29 (1): 177–191. doi:10.1017/s026357471000069x.
  2. ^ "RepRapGPLLicence - RepRap".
  3. ^ Pearce, Joshua M.; Morris Blair, Christine; Laciak, Kristen J.; Andrews, Rob; Nosrat, Amir; Zelenika-Zovko, Ivana (2010). "3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development". Journal of Sustainable Development. 3 (4). doi:10.5539/jsd.v3n4p17.
  4. ^ a b Pearce, Joshua M (2012). "Building Research Equipment with Free, Open-Source Hardware". Science. 337 (6100): 1303–1304. Bibcode:2012Sci...337.1303P. doi:10.1126/science.1228183. PMID 22984059. S2CID 44722829.
  5. ^ a b J.M. Pearce, 오픈 소스 랩: How to Build Your Own Hardware and Reduch Costs, Elsevier, 2014.
  6. ^ 판매점, E., Smith, Z., Bailard, S., Bowyer, A. 및 Oliver, V.(2009)Reprap: 복제 고속 프로토타이퍼: 생산 수단을 개발하여 맞춤성을 극대화합니다.대량 맞춤 및 개인화 연구 핸드북.
  7. ^ Wittbrodt, B.T.; Glover, A.G.; Laureto, J.; Anzalone, G.C.; Oppliger, D.; Irwin, J.L.; Pearce, J.M. (2013). "Life-cycle economic analysis of distributed manufacturing with open-source 3-D printers" (PDF). Mechatronics. 23 (6): 713–726. doi:10.1016/j.mechatronics.2013.06.002. http://digitalcommons.mtu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1048&context=materials_fp
  8. ^ Matthew Power (23 September 2008). "Mechanical Generation §". Seedmagazine. Archived from the original on 25 September 2008. Retrieved 4 June 2010.{{cite web}}: CS1 유지보수: 부적합한 URL(링크)
  9. ^ Vik Olliver [@VikOlliver] (27 May 2021). "Tomorrow is RepRap Day. On that day in 2008 a 3D printer first achieved self-replication. I may have assisted it slightly" (Tweet) – via Twitter.
  10. ^ "Gada Prizes". humanity+. Retrieved 25 April 2011.
  11. ^ "Ingeniøren". Ingeniøren media. 26 September 2012. Retrieved 26 September 2012.
  12. ^ "RepRap Professional Ltd. is now closed". 6 January 2016.
  13. ^ RepRap 패밀리 트리
  14. ^ Chulilla, J. L. (2011). "The Cambrian Explosion of Popular 3D Printing". International Journal of Interactive Multimedia and Artificial Intelligence. 1: 4.
  15. ^ 스킨포지
  16. ^ "Pronterface, Pronsole, and Printcore: Pure Python 3d printing host software - kliment/Printrun". 24 December 2018.
  17. ^ "Ultimaker Cura: Advanced 3D printing software, made accessible Ultimaker".
  18. ^ Github 다운로드 https://github.com/mtu-most/franklin
  19. ^ "Free and Open-source Control Software for 3-D Motion and Processing". Journal of Open Research Software. 4. 2016. doi:10.5334/jors.78.
  20. ^ "KISSlicer".
  21. ^ "Repetier-Host Documentation".
  22. ^ Tymrak, B.M.; Kreiger, M.; Pearce, J.M. (2014). "Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic environmental conditions". Materials & Design. 58: 242–246. doi:10.1016/j.matdes.2014.02.038.
  23. ^ Baechler, Christian; DeVuono, Matthew; Pearce, Joshua M. (2013). "Distributed Recycling of Waste Polymer into RepRap Feedstock". Rapid Prototyping Journal. 19 (2): 118–125. doi:10.1108/13552541311302978.
  24. ^ Kreiger, M., Anzalone, G. C., Mulder, M. L., Glover, A. 및 Pearce, J. M. (2013)농촌지역에서의 소비자 후 플라스틱 폐기물 분산 재활용MRS Online Proceedings Library, 1492, mrsf12-1492. 오픈 액세스
  25. ^ Lyman Extruder, Filamaker, Recyclebot 및 Filabot이 Wayback Machine – VoxelFab, 2013에서 3D 프린팅에 미치는 중요성 2014-03-18 아카이브
  26. ^ M. Kreiger, G. C. Anzalone, M. L. 멀더, A.Glover와 J.M Pearce(2013).농촌지역에서의 소비자 후 플라스틱 폐기물 분산 재활용MRS Online Proceedings Library, 1492, mrsf12-1492-g04-06 doi:10.1557/opl.2013.258. 오픈 액세스
  27. ^ Feeley, S. R.; Wijnen, B.; Pearce, J. M. (2014). "Evaluation of Potential Fair Trade Standards for an Ethical 3-D Printing Filament". Journal of Sustainable Development. 7 (5): 1–12. doi:10.5539/jsd.v7n5p1.
  28. ^ Kreiger, Megan; Pearce, Joshua M. (2013). "Environmental Life Cycle Analysis of Distributed Three-Dimensional Printing and Conventional Manufacturing of Polymer Products". ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 1 (12): 1511–1519. doi:10.1021/sc400093k.
  29. ^ 사이먼 J. 리, 로버트 J. 브래들리, 크리스토퍼 P.퍼셀, 던컨 R. 빌슨, 데이비드 AHutchins 전자 센서의 3D 인쇄를 위한 단순하고 저렴한 전도성 복합 재료
  30. ^ RepRap 블로그 2009는 2014년 2월 26일에 방문
  31. ^ 금속 부품을 저렴하게 인쇄하는 방법 - 뉴욕 타임즈
  32. ^ Anzalone, Gerald C.; Chenlong Zhang; Wijnen, Bas; Sanders, Paul G.; Pearce, Joshua M. (2013). "A Low-Cost Open-Source Metal 3-D Printer". IEEE Access. 1: 803–810. doi:10.1109/ACCESS.2013.2293018.
  33. ^ 코스타키스, V. & 파파크리스투, M. (2013년)Commons 기반의 피어 프로덕션 및 디지털 제작:RepRap 기반의 레고 제조 3D 프린팅 기계의 케이스입니다.텔레매틱스와 정보학.
  34. ^ Laureto, John; Dessiatoun, Serguei; Ohadi, Michael; Pearce, Joshua (2016). "Open Source Laser Polymer Welding System: Design and Characterization of Linear Low-Density Polyethylene Multilayer Welds". Machines. 4 (3): 14. doi:10.3390/machines4030014.
  35. ^ "I, replicator". New Scientist. 29 May 2010.
  36. ^ 2013-04-06년 Wayback Machine에서 아카이브된 "The Core Team - We are" reprap.org/wiki
  37. ^ "RepRap—the Replication Rapid Prototyper Project, IdMRC" (PDF). Archived from the original (PDF) on 6 April 2012. Retrieved 19 February 2007.
  38. ^ Schelly, Chelsea; Anzalone, Gerald; Wijnen, Bas; Pearce, Joshua M. (2015). "Open-source 3-D printing technologies for education: Bringing additive manufacturing to the classroom". Journal of Visual Languages & Computing. 28: 226–237. doi:10.1016/j.jvlc.2015.01.004.
  39. ^ N. 그루조비치, M. 라도비치, 칸제바크, V., 보로타, J. 그루조비치, G. 및 Divac, D.(2011, 9월).교육 환경의 3D 프린팅 기술.제34회 생산공학 국제회의 (p. 29-30)
  40. ^ Mercuri, R. & Meredith, K. (2014년 3월)3D 프린팅에 대한 교육적 모험입니다.ISEC(Integrated STEM Education Conference), 2014 IEEE(1-6페이지).IEEE.
  41. ^ 곤잘레스 고메즈, J., 발레로 고메즈, A., 프리토모레노, M. (2012년)교육을 위한 새로운 오픈 소스 3D 프린팅 모바일 로보틱 플랫폼입니다.자율형 미니로봇의 발전(49-62페이지.스프링거 베를린 하이델베르크입니다
  42. ^ J. 어윈, J.M. 피어스, D.Opplinger, 그리고 G. Anzalone.StEM 교육 분야에서의 RepRap 3-D 프린터 혁명, 제121회 ASEE 연례 총회 및 박람회, IN, 문서 번호 8696 (2014).

레퍼런스

외부 링크

Wikimedia Commons에는 RepRap 관련 미디어가 있습니다.