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Todas las piezas de plástico de la máquina de la derecha fueron producidas por la máquina de la izquierda. Adrian Bowyer (izquierda) y Vik Olliver (derecha) son miembros del proyecto RepRap.

El proyecto RepRap comenzó en Inglaterra en 2005 como una iniciativa de la Universidad de Bath para desarrollar una impresora 3D de bajo costo que pueda imprimir la mayoría de sus propios componentes, pero ahora está compuesto por cientos de colaboradores en todo el mundo. [1] RepRap es la abreviatura de representante licating rap prototipado ID .

Como diseño abierto , todos los diseños producidos por el proyecto se publican bajo una licencia de software libre , la Licencia Pública General GNU . [2]

Debido a la capacidad de la máquina para fabricar algunas de sus propias piezas, los autores imaginaron la posibilidad de unidades RepRap baratas, que permitieran la fabricación de productos complejos sin la necesidad de una infraestructura industrial extensa. [3] [4] [5] Tenían la intención de que RepRap demostrara la evolución en este proceso, así como que aumentara exponencialmente en número. [1] [6] Un estudio preliminar afirmó que el uso de RepRaps para imprimir productos comunes genera ahorros económicos. [7]

Historia [ editar ]

RepRap fue fundada en 2005 por el Dr. Adrian Bowyer , profesor titular de ingeniería mecánica en la Universidad de Bath en Inglaterra. La financiación se obtuvo del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas .

El 13 de septiembre de 2006, el prototipo RepRap 0.2 imprimió la primera parte idéntica a la suya, que luego fue sustituida por la parte original creada por una impresora 3D comercial. El 9 de febrero de 2008, RepRap 1.0 "Darwin" hizo al menos una instancia de más de la mitad de sus partes de prototipos rápidos. El 14 de abril de 2008, RepRap fabricó un artículo para el usuario final: una abrazadera para sujetar un iPod al tablero de un automóvil Ford Fiesta . En septiembre de ese año, se habían producido al menos 100 copias en varios países. [8]

  • RepRap 0.1 construyendo un objeto

  • Primera parte hecha por un RepRap para hacer un RepRap, fabricado por el prototipo Zaphod, por Vik Olliver (2006/09/13)

En abril de 2009, las placas de circuitos electrónicos se produjeron automáticamente con un RepRap, utilizando un sistema de control automatizado y un sistema de cabezal intercambiable capaz de imprimir tanto plástico como soldadura conductiva. El 2 de octubre de 2009, el diseño de segunda generación, llamado Mendel, imprimió su primera parte. La forma de Mendel se parece más a un prisma triangular que a un cubo. Mendel se completó en octubre de 2009. El 27 de enero de 2010, el Foresight Institute anunció el "Premio a la Innovación Humanitaria Kartik M. Gada" por el diseño y construcción de un RepRap mejorado. [9]

El 31 de agosto de 2010, el diseño de tercera generación se llamó Huxley. Era una miniatura de Mendel, con el 30% del volumen de impresión original. En dos años, la construcción y el uso de RepRap y RepStrap se generalizaron en las comunidades de tecnología, dispositivos e ingeniería. [10]

En 2012, el primer diseño exitoso de Delta, Rostock, tenía un diseño radicalmente diferente. Las últimas iteraciones utilizaron OpenBeams , cables (típicamente Dyneema o líneas de pesca Spectra) en lugar de cinturones, etc., que también representaron algunas de las últimas tendencias en RepRaps. [ cita requerida ]

A principios de enero de 2016, RepRapPro (abreviatura de "RepRap Professional" y una rama comercial del proyecto RepRap en el Reino Unido) anunció que dejaría de comercializarse el 15 de enero de 2016. La razón dada fue la congestión del mercado de 3D de bajo costo. impresoras y la incapacidad de expandirse en ese mercado. RepRapPro China sigue funcionando. [11]

  • Una celebración del décimo cumpleaños de RepRap:
    Fila trasera de izquierda a derecha : Bonnie (primer empleado de E3D), Torbjørn Ludvigsen (fabricante de Hangprinter ), los fundadores de E3D Online Dave Lamb, Joshua Rowley y Sanjay Mortimer, Chris Palmer (nophead Mendel 90), Christian, Clare Difazio.
    Primera fila de izquierda a derecha : Rongsheng Zhang (RepRapPro China), Greg Holloway (cambiador de herramientas y BigBox), Rory (ingeniero de E3D), Adrian Bowyer , Mary, Sally Bowyer (Directora de RepRapLtd) y Richard Horne.

Hardware [ editar ]

Dado que el proyecto fue diseñado por el Dr. Bowyer para fomentar la evolución, se han creado muchas variaciones. [12] [13] Como proyecto de código abierto, los diseñadores son libres de realizar modificaciones y sustituciones, pero deben permitir que otros puedan reutilizar cualquiera de sus posibles mejoras.

Diseños [ editar ]

Hay muchos diseños de impresoras RepRap que incluyen:

  • Prusa i3

  • Hangprinter

  • Pescador RepRap

  • RepRap rápido

  • RepRap Morgan

  • RepRap Ormerod

  • RepRap Darwin

  • RepRap Mendel

Software [ editar ]

Reproducir medios
Adrian Bowyer hablando sobre el Proyecto RepRap en Poptech 2007

RepRap fue concebido como un sistema de replicación completo en lugar de simplemente una pieza de hardware. Con este fin, el sistema incluye diseño asistido por computadora (CAD) en forma de un sistema de modelado 3D y software y controladores de fabricación asistida por computadora (CAM) que convierten los diseños de los usuarios de RepRap en un conjunto de instrucciones para RepRap para crear objetos físicos .

Inicialmente, se desarrollaron dos cadenas de herramientas CAM para RepRap. El primero, llamado "RepRap Host", fue escrito en Java por el desarrollador líder de RepRap, Adrian Bowyer. El segundo, "Skeinforge", [14] fue escrito por Enrique Pérez. Ambos son sistemas completos para traducir modelos de computadora en 3D al código G , el lenguaje de máquina que controla la impresora.

Posteriormente, se crearon otros programas como slic3r , pronterface , [15] Cura , [16] . Recientemente, se creó el firmware Franklin [17] para permitir que las impresoras RepRap se utilicen para otros fines, como el fresado y el manejo de fluidos. [18]

RepRapFirmware (RRF) es otro firmware popular utilizado en las placas Duet. Debido a la naturaleza de código abierto del firmware, la gente ahora está trabajando para portar RepRapFirmware a placas Marlin como la serie SKR.

También se utilizan el KISSlicer [19] de código cerrado y el host repetier [20] .

Los programas de modelado 3-D gratuitos y de código abierto como Blender , OpenSCAD y FreeCAD son los preferidos en la comunidad RepRap, pero casi cualquier programa de modelado CAD o 3D se puede usar con RepRap, siempre que pueda producir archivos STL (también slic3r admite archivos .obj y .amf ). Por lo tanto, los creadores de contenido hacen uso de cualquier herramienta con la que estén familiarizados, ya sean programas CAD comerciales, como SolidWorks y Autodesk AutoCAD , Autodesk Inventor , Autodesk 123D Design , Tinkercad o SketchUp junto con el software libre..

Materiales de replicación [ editar ]

Reproducir medios
Un video de lapso de tiempo de un modelo de robot (logotipo de la revista Make ) que se imprime usando FFF en una RepRap Fisher , una impresora de estilo delta.

RepRaps imprime objetos de ABS , ácido poliláctico (PLA), nailon (posiblemente no todos los extrusores pueden hacerlo), HDPE , TPE y termoplásticos similares .

El ácido poliláctico (PLA) tiene las ventajas de ingeniería de alta rigidez, deformación mínima y un atractivo color translúcido. Es de origen vegetal y biodegradable.

Las propiedades mecánicas del PLA y ABS impresos con RepRap han sido probadas y son equivalentes a las resistencias a la tracción de las piezas fabricadas por impresoras patentadas. [21]

A diferencia de la mayoría de las máquinas comerciales, se anima a los usuarios de RepRap a experimentar con materiales y métodos y a publicar sus resultados. De esta manera se han desarrollado métodos para imprimir materiales novedosos (como cerámica). Además, se han diseñado y fabricado varios RecycleBots para convertir residuos plásticos, como envases de champú y jarras de leche, en filamentos RepRap de bajo costo. [22] Hay algunas pruebas de que utilizar este enfoque de reciclaje distribuido es mejor para el medio ambiente [23] [24] [25] y puede ser útil para crear " filamentos de comercio justo ". [26]

Además, también se ha demostrado que los productos de impresión 3D en el punto de consumo son mejores para el medio ambiente. [27]

El proyecto RepRap ha identificado el alcohol polivinílico (PVA) como un material de soporte potencialmente adecuado para complementar su proceso de impresión, aunque se pueden hacer voladizos masivos extruyendo capas delgadas del medio de impresión primario como soporte (estas se eliminan mecánicamente después).

La impresión de productos electrónicos es un objetivo principal del proyecto RepRap para que pueda imprimir sus propias placas de circuito. Se han propuesto varios métodos:

  • Metal de madera o metal de Field : aleaciones metálicas de bajo punto de fusión para incorporar circuitos eléctricos en la pieza a medida que se forma.
  • Polímeros rellenos de plata / carbono: se utilizan comúnmente para reparar placas de circuitos y se están considerando para su uso en trazas conductoras de electricidad. [28]
  • Extrusión directa de soldadura [29]
  • Alambres conductores: se pueden colocar en una pieza desde un carrete durante el proceso de impresión

Usando un soldador MIG como cabezal de impresión, se puede usar una platina deltabot RepRap para imprimir metales como el acero . [30] [31]

El concepto RepRap también se puede aplicar a una fresadora [32] y a la soldadura por láser . [33] [34]

Construcción [ editar ]

Aunque el objetivo del proyecto es que RepRap pueda construir de forma autónoma muchos de sus propios componentes mecánicos pronto utilizando recursos de nivel bastante bajo, varios componentes como sensores, motores paso a paso y microcontroladores aún no se pueden fabricar utilizando la tecnología de impresión 3D de RepRap y por lo que deben producirse de forma independiente. El plan es acercarse al 100% de la replicación en una serie de versiones. Por ejemplo, desde el inicio del proyecto, el equipo de RepRap ha explorado una variedad de enfoques para integrar medios conductores de electricidad en el producto. Esto permitiría la inclusión de cableado de conexión , placas de circuito impreso y posiblemente motores.en productos RepRapped. Las variaciones en la naturaleza de los medios extruidos y conductores de electricidad podrían producir componentes eléctricos con funciones diferentes a las trazas conductoras puras, similar al proceso de circuito rociado de la década de 1940 del Equipo de fabricación de circuitos electrónicos (ECME), de John Sargrove . Un enfoque relacionado es la electrónica impresa . Otro componente no replicable son las varillas roscadas para movimientos lineales. Un área de investigación actual es el uso de enlaces Sarrus replicados para reemplazarlos. [35]

Miembros del proyecto [ editar ]

El "equipo central" del proyecto [36] ha incluido:

  • Dr. Adrian Bowyer, ex profesor titular, Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Bath
  • Michael S. Hart (fallecido en 2011), creador del Proyecto Gutenberg , Illinois

Objetivos [ editar ]

Reproducir medios
Video de RepRap imprimiendo un objeto

El objetivo declarado del proyecto RepRap es producir un dispositivo autorreplicante puro, no por sí mismo, sino para poner en manos de personas en cualquier parte del planeta, por un desembolso mínimo de capital, un sistema de fabricación de escritorio que permita el individuo para fabricar muchos de los artefactos utilizados en la vida cotidiana. [1] Desde un punto de vista teórico, el proyecto tiene como objetivo probar la hipótesis de que " las tecnologías de creación rápida de prototipos y escritura directa son lo suficientemente versátiles como para permitir que se utilicen para hacer un constructor universal de von Neumann ". [37]

Aplicaciones educativas [ editar ]

La tecnología RepRap tiene un gran potencial en aplicaciones educativas, según algunos estudiosos. [38] [39] [40] Las RepRaps ya se han utilizado para una plataforma de robótica móvil educativa. [41] Algunos autores han afirmado que las RepRaps ofrecen una "revolución" sin precedentes en la educación STEM . [42] La evidencia proviene tanto del bajo costo de la creación rápida de prototipos por parte de los estudiantes como de la fabricación de equipos científicos de alta calidad y bajo costo a partir de diseños de hardware abiertos que forman laboratorios de código abierto . [4] [5]

Ver también [ editar ]

  • Fabricación aditiva
  • Replicador de ruido
  • Uso del consumidor de impresión 3D
  • Lista de fabricantes de impresoras 3D
  • Servicios de impresión 3D
  • Fabricación de filamentos fundidos
  • Máquina de autorreplicación
  • Tecnología disruptiva
  • Fabricación distribuida
  • MyMiniFactory
  • Tecnología apropiada de código abierto
  • Laboratorio de código abierto (libro)
  • Laboratorio fabuloso
  • MakerBot
  • Recyclebot
  • Thingiverse
  • Fab @ casa
  • Código G

Notas [ editar ]

  1. ^ a b c Jones, R .; Haufe, P .; Sells, E .; Iravani, P .; Olliver, V .; Palmer, C .; Bowyer, A. (2011). "Reprap - el prototipo rápido replicante" . 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). "Impresión 3D de tecnologías apropiadas de código abierto para el desarrollo sostenible autodirigido" . Revista de Desarrollo Sostenible . 3 (4). doi : 10.5539 / jsd.v3n4p17 .
  4. ↑ a b Pearce, Joshua M (2012). "Construcción de equipos de investigación con hardware de código abierto gratuito". Ciencia . 337 (6100): 1303–1304. Código bibliográfico : 2012Sci ... 337.1303P . doi : 10.1126 / science.1228183 . PMID 22984059 . S2CID 44722829 .  
  5. ^ a b J.M. Pearce, Laboratorio de código abierto: cómo construir su propio hardware y reducir los costos de investigación , Elsevier, 2014.
  6. ^ Sells, E., Smith, Z., Bailard, S., Bowyer, A. y Olliver, V. (2009). Reprap: el prototipo rápido que se replica: maximiza la personalización mediante la mejora de los medios de producción. Manual de investigación en personalización masiva y personalización.
  7. ^ Wittbrodt, BT; Glover, AG; Laureto, J .; Anzalone, GC; Oppliger, D .; Irwin, JL; Pearce, JM (2013). "Análisis económico del ciclo de vida de la fabricación distribuida con impresoras 3D de código abierto" (PDF) . Mecatrónica . 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 de septiembre de 2008). "Generación Mecánica §" . Seedmagazine . Consultado el 4 de junio de 2010 .
  9. ^ "Premios Gada" . humanidad + . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  10. ^ "Ingeniøren" . Ingeniøren media. 2012-09-26 . Consultado el 26 de septiembre de 2012 .
  11. ^ "RepRap Professional Ltd. ya está cerrado" . 6 de enero de 2016.
  12. ^ Árbol genealógico RepRap
  13. ^ Chulilla, JL (2011). "La explosión cámbrica de la impresión 3D popular". Revista Internacional de Multimedia Interactiva e Inteligencia Artificial . 1 : 4.
  14. ^ Skeinforge
  15. ^ "Pronterface, Pronsole y Printcore: software de host de impresión 3d Pure Python - kliment / Printrun" . 2018-12-24.
  16. ^ "Ultimaker Cura: software de impresión 3D avanzado, accesible | Ultimaker" .
  17. ^ Descarga de Github https://github.com/mtu-most/franklin
  18. ^ "Software de control de código abierto y gratuito para procesamiento y movimiento 3D" . Revista de software de investigación abierta . 4 . 2016. doi : 10.5334 / jors.78 .
  19. ^ "KISSlicer" .
  20. ^ "Documentación de Repetier-Host" .
  21. ^ Tymrak, BM; Kreiger, M .; Pearce, JM (2014). "Propiedades mecánicas de componentes fabricados con impresoras 3-D de código abierto en condiciones ambientales realistas" . Materiales y Diseño . 58 : 242–246. doi : 10.1016 / j.matdes.2014.02.038 .
  22. ^ Baechler, cristiano; DeVuono, Matthew; Pearce, Joshua M. (2013). "Reciclaje distribuido de polímero residual en materia prima RepRap" . Diario de creación rápida de prototipos . 19 (2): 118-125. doi : 10.1108 / 13552541311302978 .
  23. ^ Kreiger, M., Anzalone, GC, Mulder, ML, Glover, A. y Pearce, JM (2013). Reciclaje distribuido de residuos plásticos posconsumo en zonas rurales. Biblioteca de actas en línea de MRS, 1492, mrsf12-1492. acceso abierto
  24. ^ La importancia de la extrusora Lyman, Filamaker, Recyclebot y Filabot para la impresión 3D Archivado el 18 de marzo de 2014 en Wayback Machine - VoxelFab, 2013.
  25. ^ M. Kreiger, GC Anzalone, ML Mulder, A. Glover y J. M Pearce (2013). Reciclaje distribuido de residuos plásticos posconsumo en zonas rurales. MRS Online Proceedings Library, 1492, mrsf12-1492-g04-06 doi: 10.1557 / opl.2013.258. acceso abierto
  26. ^ Feeley, SR; Wijnen, B .; Pearce, JM (2014). "Evaluación de posibles estándares de comercio justo para un filamento de impresión 3D ético" . Revista de Desarrollo Sostenible . 7 (5): 1–12. doi : 10.5539 / jsd.v7n5p1 .
  27. ^ Kreiger, Megan; Pearce, Joshua M. (2013). "Análisis del ciclo de vida ambiental de la impresión tridimensional distribuida y fabricación convencional de productos poliméricos". Química e Ingeniería Sostenible ACS . 1 (12): 1511-1519. doi : 10.1021 / sc400093k .
  28. ^ Simon J. Leigh, Robert J. Bradley, Christopher P. Purssell, Duncan R. Billson, David A. Hutchins Un material compuesto conductor simple y de bajo costo para la impresión 3D de sensores electrónicos
  29. ^ Blog de RepRap 2009 visitado el 26/02/2014
  30. ^ Una forma económica de imprimir piezas de metal - The New York Times
  31. ^ Anzalone, Gerald C .; Chenlong Zhang; Wijnen, Bas; Sanders, Paul G .; Pearce, Joshua M. (2013). "Una impresora 3D de metal de código abierto de bajo costo" . Acceso IEEE . 1 : 803–810. doi : 10.1109 / ACCESS.2013.2293018 .
  32. ^ Kostakis, V. y Papachristou, M. (2013). Producción entre pares y fabricación digital basada en los bienes comunes: el caso de una máquina de fresado de impresión 3D construida con Lego y basada en RepRap. Telemática e Informática.
  33. ^ http://www.appropedia.org/Open-source_laser_system_for_polymeric_welding
  34. ^ Laureto, John; Dessiatoun, Serguei; Ohadi, Michael; Pearce, Joshua (2016). "Sistema de Soldadura Polimérica Láser de Código Abierto: Diseño y Caracterización de Soldaduras Multicapa Lineales de Polietileno de Baja Densidad" . Máquinas . 4 (3): 14. doi : 10.3390 / machines4030014 .
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  39. ^ Grujović, N., Radović, M., Kanjevac, V., Borota, J., Grujović, G. y Divac, D. (2011, septiembre). Tecnología de impresión 3D en el entorno educativo. En la 34ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería de Producción (págs. 29-30).
  40. ^ Mercuri, R. y Meredith, K. (marzo de 2014). Una aventura educativa en la impresión 3D. En Integrated STEM Education Conference (ISEC), 2014 IEEE (págs. 1-6). IEEE.
  41. ^ González-Gómez, J., Valero-Gómez, A., Prieto-Moreno, A. y Abderrahim, M. (2012). Una nueva plataforma robótica móvil de código abierto imprimible en 3D para la educación. En Avances en mini robots autónomos (págs. 49-62). Springer Berlín Heidelberg.
  42. ^ J. Irwin, JM Pearce, D. Opplinger y G. Anzalone. La revolución de la impresora 3D RepRap en la educación STEM , 121ª Conferencia y Exposición Anual de ASEE, Indianápolis, IN . Número de identificación del documento 8696 (2014).

Referencias [ editar ]

  • Replicación revolucionaria . New Electronics , 12 de diciembre de 2006.
  • Impresora 3D para producir copias de sí misma . Celeste Biever, New Scientist , 18 de marzo de 2005
  • La máquina que puede copiar cualquier cosa . Simon Hooper, CNN , 2 de junio de 2005
  • Robots auto replicantes y el mundo en desarrollo . KnowProSE.com, 5 de junio de 2005
  • Entrevista con Vik Olliver sobre RepRap , septiembre de 2006
  • Obstáculos del crecimiento chino hacia una nueva Gran Muralla
  • Entrevista de audio de Canadian Broadcasting Corporation con Adrian Bowyer

Enlaces externos [ editar ]

  • Página web oficial
  • Video de una charla de Adrian Bowyer en RepRap