開源硬件如何讓昂貴的3D打印機(jī)器變得低廉

最近的3D打印顛覆了傳統(tǒng)打印的方式，目前該產(chǎn)業(yè)已被預(yù)料在接下來的4年里會創(chuàng)造31億美元的市場價值，但很多人不了解是什么驅(qū)使3D打印迅速變得普及、是什么使昂貴的3D打印系統(tǒng)（機(jī)器）價格變得低廉？其實(shí)關(guān)鍵只有一個----它背后的開源硬件Arduino。從Web到大數(shù)據(jù)，開源軟件一直在扮演顛覆性技術(shù)的角色，現(xiàn)在開源硬件也來了。
1. 什么是開源硬件？
開源硬件作為一個附件或設(shè)備，允許任何人按照自己的意愿檢查、復(fù)制和修改硬件，不過因?yàn)槠溟_放性影響了其知識產(chǎn)權(quán)，你可以自己下載規(guī)格說明書后組裝一臺、或者從制造商那里購買并支付一小部分的組裝費(fèi)。簡單來說，在滿足基本需求的前提下，它代替了原本昂貴的3D打印機(jī)器。
根據(jù)來自Terry Wohlers的產(chǎn)業(yè)分析，3D打?。ㄈS制造）截止到2016年會創(chuàng)造31億美元的產(chǎn)業(yè)價值，截止到2020年會創(chuàng)造52億美元的產(chǎn)業(yè)價值，而讓這場產(chǎn)業(yè)革命成功的卻只是一個小型的、意大利制造的開源微控制器：Arduino。

　Arduino 是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件（各種型號的arduino板）和軟件（arduino IDE)。它適用于藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、愛好者和對于“互動”有興趣的朋友們。
　Arduino，是一個基于開放原始碼的軟硬體平臺，構(gòu)建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java，C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。

還要不得不提的是，RepRap。

RepRap是一個三維打印機(jī)原型機(jī)（或3D立體打印機(jī)），它具有一定程度的自我復(fù)制能力，能夠打印出大部分其自身的（塑料）組件。RepRap是（replicating rapid prototyper）的縮寫。

這原型機(jī)從軟件到硬件各種資料都是免費(fèi)和開源的，都在自由軟件協(xié)議GNU通用公共許可證GPL之下發(fā)布。


至目前為止，RepRap項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)布了四個版本的3D立體打印機(jī)：2007年3月發(fā)布的"達(dá)爾文"(Darwin)，2009年10月發(fā)布"孟德爾"(Mendel)，并在2010年發(fā)布的“Prusa Mendel”，和"赫胥黎"(Huxley)。開發(fā)者采用了著名生物學(xué)家們的名字來命名，是因?yàn)椤癛epRap就是復(fù)制和進(jìn)化”。

原理：Arduino是一個開放的硬件平臺，包括一個簡單易用的I/O電路板，以及一個基于Eclipse的軟件開發(fā)環(huán)境。Arduino可以用來開發(fā)可獨(dú)立運(yùn)作、并具互動性的電子用品，或者也可以開發(fā)出與PC相連的周邊裝置，同時能在運(yùn)作時與PC上的軟件進(jìn)行溝通（如Flash，Max/Msp，Director，Processing等）。

優(yōu)點(diǎn)：
1. 低成本：          可以從頭開始構(gòu)建便宜的 Arduino 板，并且預(yù)組裝的組件十分便宜。Arduino Diecimila 花費(fèi)大約 35 美元。
2. 跨平臺軟件： 獲得適用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 軟件。
3. 簡單的語言： Arduino 開發(fā)人員嘗試使語言可以被初學(xué)者輕松掌握，但是對于高級用戶足夠靈活。
4. 開放源碼：     Arduino 從上到下完全是開源的。如果需要構(gòu)建或修改軟件，您可以隨意執(zhí)行。

因?yàn)楫?dāng)初這個團(tuán)隊(duì)開發(fā)Arduino的時候，沒有5年的時間去學(xué)習(xí)電子工程、而是一個月，所以這注定Arduino只能是盡可能簡單、盡可能開源的 東西構(gòu)成。所以Arduino的硬件是完全開源的，它的設(shè)計(jì)文件和規(guī)格說明書、控制軟件、文檔（基于創(chuàng)意公用）也是開源的。Arduino唯一付費(fèi)的地方 是上商標(biāo)名稱，這當(dāng)然是必須的。
因?yàn)锳rduino的開源性質(zhì)，微控制器模版可以在許多硬件設(shè)備中被發(fā)現(xiàn)：3D打印機(jī)、玩具、 利用Arduino做商業(yè)和DIY開發(fā)的項(xiàng)目設(shè)備。
3. 開源硬件怎樣推動3D打印快速擴(kuò)張？

因?yàn)锳rduino讓生產(chǎn)3D產(chǎn)品又快又便宜，所以整個制造過程被大大簡化透明了。對整個3D打印產(chǎn)業(yè)來說，因?yàn)橛辛薃rduino和其他尾隨的開 源技術(shù)，3D打印變的更普遍、經(jīng)濟(jì)規(guī)模要求更低、 重組成本接近為零。這完全符合經(jīng)濟(jì)學(xué)家稱之為“產(chǎn)業(yè)革命”的東西：設(shè)備或器械可以在小空間、低開銷、低勞力要求的前提下批量生產(chǎn)。