缘起

作为一个白菜党,买过不少便宜的路由器。这些路由器性能还行,只是外壳太大,天线夸张。于是想到为什么不自己打印一个呢?就和网件那样方方正正的就好了。 Reprap是开源的打印机,软件硬件全部开源。而且看上去Maker味十足。本来准备到reprappro官网买的,后来发现taobao上已经有很多了。于是直接买了个山寨的。

安装

开源+山寨,没有个图文并茂的手册,安装起来太费劲。不过一番鼓捣之后,对整个机器的机构倒是了解的很透彻了。所谓3D打印,是指一个可以XYZ三轴运动的打印头。 X、Y轴靠皮带轮运动,和老式拖拉机的皮带类似。Z轴运动幅度小,靠两根螺杆上下微调。 XYZ三维空间有个原点,有了原点才有其他的坐标系。这个每个轴的原点是靠一个微动开关来感应的,就和鼠标微动一样,当打印头”点击“微动时,机器就知道了这个原点的位置。

除了XYZ的马达,打印头也有马达,用来把材料卷入打印喷嘴。

驱动板我用的是Melzi,大概等于“Arduino+RAMPS+StepStick”。RAMPS是连接/接口板,StepStick是马达驱动板。主控么,都是Atmel系的。 这个组合是很多Maker推荐的,优点在于哪里坏了换哪里,价格也更便宜。

打印

Repetier Host能够把3D模型切成打印机的一个个指令。除了分层,切片软件还考虑了材料的受力情况。比如边缘用一圈一圈打印,里面用平行线打印。比如每层件平行线的 方向不同,这样成品更结实。当遇到悬空的地方,切片软件还能自动生成支撑件。这个计算量还是蛮考研CPU的。可惜这个软件基于.NET,linux跑起来下面还蛮折腾。

整个过程分工明确:计算机软件负责3D建模和”解模“,而单片机控制的马达负责简单重复的机械运动。驱动板Melzi用的是ATMEGA1284P,属于8位机AVR系列, 性能没法和ARM SOC的相比较,却依然能让整个系统各司其职、有条不紊的运行。很是奇妙。

3D建模

Repetier-Host接受的文件是STL格式,SketchUp安装插件后可以导出这种格式。不过导入STL好像会丢失信息,比如圆会变成由多根直线连接而模拟出来的圆。 模型共享站点也都用的STL格式,这样你只能打印,没法修改了。这种非Open Source的方式不利于3D打印的发展。

蓝牙连接

按照这里的来http://reprap.org/wiki/Melzi#Connect_via_Bluetooth。蓝牙模块买taobao上面叫“HC-06”的那种,CSR芯片。 先在PC上面配置好,然后找个常用的开发板比如bpi,蓝牙模块连接bpi,PC匹配蓝牙模块,测试两者串口是否能正常工作。最后再连接到Melzi板子上去。 不过调试起来有些兼容性问题,我用黑苹果的蓝牙,Windows下面,打印每隔一段时间会停顿,console有“resend…checksum error”的错误提示。 换成Intel AC7260就很稳定了。可能是黑苹果有些驱动或者5G信号干扰的问题。 有的主控版(http://reprap.org/wiki/Duet)带以太网接口,这个可能会更加稳定和方便,不过价格就贵了很多。 用了一段时间,还是不稳定。安装了LCD后,换成用SD卡打印。

LCD

taobao上买了个最便宜的,50¥。打印虎的,需要刷机。本来不想刷机的,怕又得重新配置。后来发现这个过程其实不麻烦。 是我想太多了,年纪大了,小小变化也要长考半天。 这个LCD模块最好的功能是可以“暂停-继续”,这样就可以完全脱离PC运行了。AVR打印的同时还可以驱动屏幕菜单,神奇。

后面

打印了一个Banana Pi的盒子,拿在手里把玩,确实感觉神奇。宅男自己在家里不用Taobao也能做出能够用的东西。

3D打印能够很快的创建一个样品出来。但是和软件开发比较,一个测试(或者叫打样)的回合还是很漫长。

  1. 模型尺寸的测量,还要考虑到安装时尺寸的微调;
  2. 打印时出现的各种意外情况可能要重新来过;
  3. 但是一次打印太长时间,简单的模型就得3个小时;
  4. 打印机是机械的,过一段时间需要调整。相比较之下,软件开发的外部环境要简单的很多。

总的来说,这东西还是费事费劲,现在设备价格是便宜了,整个生态也很成熟了,大规模流行我猜还有待时日。