有關(guān)3D打印機(jī)Prusa Mendel的一些基本信息

連一些最基本的常識(shí)都沒(méi)有提及，例如3D打印機(jī)到底是什么？它能做什么？我自己明了但未必每個(gè)讀我博客的人都清楚。長(zhǎng)篇大論就沒(méi)有必要了，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)3D打印機(jī)能將電腦中的3D模型用加熱過(guò)的打印原料按照層疊的方式堆砌出來(lái)。家用的打印原料主要是塑料，工業(yè)上也有金屬等其他材料。所謂“層疊”的“堆砌”，就是從平面的二維開(kāi)始，逐漸往上一層一層的堆成三維。有點(diǎn)理工科背景的都不難理解，其實(shí)現(xiàn)起來(lái)無(wú)非是X,Y,Z三個(gè)軸的動(dòng)作控制和對(duì)打印原料的加熱和擠出控制。與傳統(tǒng)的制造加工業(yè)多用切割削這種做減法的方式不同，3D打印是做“堆砌”這樣的加法，更加經(jīng)濟(jì)、精確和易于加工。

    RepRap代表了一種可以自我復(fù)制的3D打印開(kāi)源方案，一臺(tái)RepRap的3D打印機(jī)上的塑料零件，都是由另一臺(tái)RepRap打印出來(lái)的。而這種自我復(fù)制是完全開(kāi)源，即免費(fèi)的，沒(méi)有任何版權(quán)的限制。開(kāi)源也意味著任何人都可以對(duì)它進(jìn)行修改和提高。市面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多3D打印機(jī)，大部分是商業(yè)化的非開(kāi)源的產(chǎn)品，而RepRap基本上是唯一的最有影響力的低成本的開(kāi)源方案。以下引用RepRap主頁(yè)上的一幅用戶(hù)分布圖，“你使用過(guò)哪一種3D打印機(jī)？”

    基于RepRap體系的3D打印機(jī)機(jī)型有很多，除了上篇博文里提到的Prusa Mendel和Huxley以外，還有一些更早期的或者功能更新更好的機(jī)型，在RepRap Wiki社區(qū)里都有介紹。因?yàn)槲疫x擇的項(xiàng)目是Prusa Mendel，所以只會(huì)以它為例進(jìn)行說(shuō)明，所有RepRap機(jī)型的原理都是大同小異的，可能在一些部件選擇、附加功能上有差異，但不影響我們對(duì)它主要功能的理解和學(xué)習(xí)。

    OK，終于到Prusa Mendel了。Prusa Mendel是基于早期Mendel機(jī)型的一個(gè)改進(jìn)，而Mendel則是RepRap社區(qū)里出現(xiàn)的第二款成熟的桌面3D打印機(jī)。Prusa Mendel本身又已經(jīng)經(jīng)歷了兩代設(shè)計(jì)（第三代已經(jīng)在開(kāi)發(fā)中），Iteration 1第一代被稱(chēng)作是3D打印機(jī)歷史上的福特Mode T——福特汽車(chē)歷史上最著名和銷(xiāo)量最廣泛的車(chē)型。Iteration 2第二代在前代基礎(chǔ)上做了一些細(xì)微的改進(jìn)和優(yōu)化，具體可參考RepRap wiki。

    它是怎么工作的？像我前面簡(jiǎn)單說(shuō)過(guò)，3D打印機(jī)將塑料加熱后通過(guò)擠出的方式一層一層的堆砌，最后形成一個(gè)物體。Prusa本身有一個(gè)框架和三根軸：X軸左右移動(dòng)，Y軸前后移動(dòng)，Z軸上下移動(dòng)。擠出噴頭extruder安裝在X軸上的支架上，融化并擠出塑料填料。擠出噴頭下面的部分叫做熱端hotend，其有加熱模塊（電阻或者鎳鉻電熱絲）和一個(gè)通?？讖叫∮?mm的噴嘴。3D打印機(jī)的電路部分控制三根軸的運(yùn)動(dòng)，確保擠出噴頭能在準(zhǔn)確的位置將塑料堆砌到打印件上。

    3D打印機(jī)通常由安裝了建模軟件的電腦直接控制。在軟件中調(diào)入SOLID模型（即STL文件）并轉(zhuǎn)化為G代碼，然后G代碼由USB接口傳送到打印機(jī)的電路部分，告訴打印機(jī)應(yīng)該怎么控制三根軸的移動(dòng)。有些控制電路可以允許使用SD卡來(lái)存儲(chǔ)這些G代碼，這樣3D打印機(jī)就可以脫離電腦工作。

    在下一篇博文具體介紹裝配Prusa Mendel所需的一些關(guān)鍵部件之前，我想先在這里大致列下部件列表。我的這臺(tái)打印機(jī)由哪些東西組成。
所有的打印件，即塑料零件
金屬框架（由螺紋桿、螺釘、螺帽、墊圈等組成）
移動(dòng)軸（由光桿、軸承、傳動(dòng)皮帶、滑輪組等組成）
擠出噴頭（由打印塑料件、螺釘、螺帽、彈簧、熱端Hotend組成）
打印床板包括加熱床板
5個(gè)Nema 17步進(jìn)電機(jī)
電路部分（包括Ramps1.4主控電路板、4個(gè)Pololu A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、3個(gè)停止位開(kāi)關(guān)、擠出噴頭加熱控制及溫度感應(yīng)、加熱床板控制電路、可選的SD卡讀卡器電路）
電腦機(jī)箱ATX電源
最重要的是耗材——塑料填料（3mm塑料線，ABS或PLA）
   
    貌似差不多了吧，畢竟我還沒(méi)有開(kāi)始組裝的過(guò)程，不可避免的也許會(huì)有遺漏。希望將來(lái)動(dòng)手實(shí)踐過(guò)以后可以逐步的完善這個(gè)清單。后面我會(huì)結(jié)合自己的采購(gòu)經(jīng)歷，細(xì)化每一項(xiàng)里面需要各零件的具體數(shù)目，也許可以幫助國(guó)內(nèi)的同好者在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。
作者系密歇根陳工

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