Mark Cundle RS Component全球技術(shù)營(yíng)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(guò)高，及對(duì)非CAD技術(shù)人員而言缺少簡(jiǎn)單易用的設(shè)計(jì)軟件?，F(xiàn)在有了RepRap開(kāi)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(kāi)發(fā)者迎來(lái)了縮短產(chǎn)品開(kāi)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(kāi)發(fā)過(guò)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(guò)程，簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，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(lái)，通過(guò)逐層打印來(lái)構(gòu)造物體。3D打印技術(shù)被越來(lái)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(chē)，國(guó)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(chǎng)，并且3D打印與其它技術(shù)如開(kāi)源技術(shù)在未來(lái)注定會(huì)扮演重要的角色 - 未來(lái)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。

圖1–限量版紅色RepRapPro Ormerod打印機(jī)

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(kāi)發(fā)過(guò)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(chǎng)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(kāi)發(fā)過(guò)程都已得到顯著改善，包括汽車(chē)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(cè)試新概念，替代了用來(lái)制作新的零部件早期原型的定制模具。于是產(chǎn)品開(kāi)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(guò)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(kāi)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(cè)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_(kāi)源技術(shù)和3D打印機(jī)的自我復(fù)制。“快速?gòu)?fù)制原型機(jī)”（Replicating Rapid Prototyper）項(xiàng)目，又稱為“RepRap”，由前英國(guó)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(kāi)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(guò)一個(gè)小噴嘴噴射出來(lái)，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(duì)便宜和容易獲得，且必須滿足世界各地的人都能夠無(wú)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(kāi)源，即項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件應(yīng)是公開(kāi)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(lái)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(lái)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(kāi)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(wàn)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。

與先前的版本相同，Ormerod 也基于FFF（熔絲制造）工藝來(lái)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(wú)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(lái)就設(shè)計(jì)有三色沉積應(yīng)用，其升級(jí)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(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器連接網(wǎng)絡(luò)。相比而言，Ormerod結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)。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(guó)、美國(guó)及澳大利亞適用）；以及運(yùn)行該機(jī)器的開(kāi)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(kù)，為3D設(shè)計(jì)和快速模型創(chuàng)建開(kāi)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。”