RepRap プロジェクト

RepRap プロジェクト（レップラッププロジェクト）はそれ自体を構成する大半の部品を製造できる3Dプリンタを開発する計画である。RepRap (replicating rapid prototyperの略)は溶融樹脂積層法、積層造形技術を多用する。この計画では商標である"fused deposition modeling"を避ける為にFused Filament Fabrication (FFF)を用語として用いる。

RepRap version 1.0 (Darwin)

RepRap version 2.0 (Mendel)

2007年のPoptechでRepRap プロジェクトに関して話すAdrian Bowyer

Zaphod試作機によって出力されたReprapを製造するために最初にReprapによって製造された部品

右の機械のすべての樹脂製の部品は左の機械によって製造された。(Adrian Bowyer (左)とVik Olliver(右)はRepRap プロジェクトのメンバー)

Version 2 'Mendel' 既に出力された物理的な物体が保持されていてPCの画面上には次の出力物が表示される

RepRap の動画

RepRap 0.1 物体の製造

メカノ repstrap の RepRap 0.1 試作機 (Vik Olliverによって開発された)

この計画では全ての設計は(オープンデザイン)（英語版）として開発され、フリーソフトウェアライセンスの許諾下でGNU General Public Licenseで配布される。

開発開始当初は自己複製技術の一環として3Dプリント技術の開発を進めてきたが、3Dプリンタとしての用途の方が本来の目的よりも注目されるようになり、事実上の標準機になりつつある。

機械の自己複製のためにRepRapユニットは可能な限り人々に廉価に供給し複雑な製品を高価な産業社会資本や科学機材を必要とせず製造可能にする事を企図する。^[1]^[2] この工程でRepRapが進化する事を実証すると同様に指数関数的に増殖する事を実証する。

歴史

RepRapは2005年にイギリスのバース大学の機械工学の講師であるAdrian Bowyer博士によって創造された。

RepRapの進化と他の3Dプリンタの時系列的な変化を示したReprapの家系図

2005年3月23日: RepRap ブログが開始された
2005年夏: バース大学の初期の(工学・物理科学研究評議会)（英語版）から開発に予算が与えられた。
2012年の夏/秋: 小規模の起業間もない企業が派生型の販売に着目して組み立てキットと完成品の販売に参入して現在の産業用よりも廉価にできる3Dプリンタのための研究開発の結果を取り入れた新しい関連する工程が導入された。RepRap研究のテーマの中で最も特筆すべき成果はおそらく最初の成功したデルタ設計かもしれない。開発者のRostockは当時、未だ実験段階で最先端に近かった。最新のOpenBeamのワイヤ(通常はDyneema あるいは Spectra 釣り用の糸)をベルトの代わりに使用することがRepRapsに取り入れられた。

ハードウェア

オープンソース計画として随時改良され多くの派生型が存在し設計者達は自由に改造したり用途に応じて改良する。しかしながらRepRap 3Dプリンタは全体的に熱溶融性の樹脂吐出機をコンピュータ制御式直交座標系XYZ装置上に取り付けた構成である。装置は鉄棒と3Dプリンタで製造された樹脂製の部品で結合される。これら全ての軸はステッピングモータで駆動されX,Y軸は段付ベルトZ軸はネジで移動する。

RepRapの心臓部は樹脂吐出装置である。RepRapで使用された初期の吐出装置は歯車で減速された直流整流子電動機による駆動で樹脂の供給に反発して圧縮して加熱容器を強制的に通過して細いノズルから出た。大きな慣性により直流電動機は始動、停止がすばやくできず、そのため精密な制御が困難だった。そのため、改良された吐出装置ではステッピングモータを使用してフィラメントが滑らないようにローレット加工された軸を通して供給する事により精密な吐出が可能になっている。

RepRapの電子機器には普及したオープンソースのArduinoプラットホームが使用され、ステッピングモータ駆動用の追加基板と共に使用される。現在のArduino派生型のSanguino基板と更に吐出装置の制御専用の改良されたArduinoを基板が使用される。この構成により吐出装置の追加や制御装置両方の拡張を志向する。

これまでRepRapプロジェクトは2007年3月に"ダーウィン"、2009年10月に"メンデル"、2010年に"プルサ・メンデル"、"ハックスリー"の4台の機械を配布した。開発者たちは"RepRapが増殖、進化"するので有名な生物学者に因んで命名した。

主要な改訂

最初に公開されたRepRapのDarwinではXYのガントリーが移動するZ軸のプリントベット上に備えられた。DarwinのZ軸は四隅にネジがあり、タイミングベルトで互いに連動して一斉に回転した。制御用の電子機器は外部に設置された。Darwinは出力された摺動部を全ての軸に備えた。

MendelではDarwinの摺動部が玉軸受に交換され摩擦が最小化され、精度が向上した。ベッドは水平のY方向に水平に移動して吐出装置はX軸方向内で水平移動して上下する。これにより、上部が軽量化されDarwinよりもコンパクトになり、同様にDarwinの4本のZ軸のネジが除かれた。Mendelで製造できる寸法は200 mm (W) × 200 mm (D) × 140 mm (H) あるいは 8" (W) × 8" (D) × 5.5" (H)である。

メンバー

計画の"コアチーム" ^[3] は以下の者達である:

Sebastien Bailard, オンタリオ
(Adrian Bowyer)（英語版）博士, バース大学機械技術学科の上級講師
マイケル・S・ハート, プロジェクト・グーテンベルクの発案者, イリノイ
Dr. Forrest Higgs, Brosis Innovations, Inc., カリフォルニア
Rhys Jones, バース大学機械技術学科の大学院生
James Low, バース大学機械技術学科の学部生
Simon McAuliffe, ニュージーランド
Vik Olliver, Diamond Age Solutions, Ltd., ニュージーランド
Ed Sells, バース大学機械技術学科の大学院生
Zach Smith, アメリカ合衆国
Erik de Bruijn, オランダ
Josef Průša, チェコ共和国, Prusa i3を開発し販売

計画の後援者達:^[4]

Reece Arnott
バース大学革新製造研究センター
(工学・物理科学研究評議会)（英語版）
Fluorocarbon Co. Ltd
Michael Ingram
Lukasz Kaiser
Nuffield基金
Carl Witty

国内の関連団体

日本国内においては「RepRap Community Japan」という団体が類似の活動を行っている。^[5]。

目標

RepRapの目標は真の自己増殖機の開発である^[6]。

脚注

^ J. M Pearce, C. Morris Blair, K. J. Laciak, R. Andrews, A. Nosrat and I. Zelenika-Zovko, "3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development", Journal of Sustainable Development 3(4), pp. 17-29 (2010)
^ Pearce, Joshua M. 2012. “Building Research Equipment with Free, Open-Source Hardware.” Science 337 (6100): 1303–1304.open access
^ "The Core Team - who we are", reprap.org/wiki
^ "Acknowledgements" reprap.org/wiki
^ “3Dプリンタに特化したオープンソースコミュニティ「RepRap」”. 2018年10月29日閲覧。
^ “RepRap—the Replication Rapid Prototyper Project, IdMRC”. 2007年2月19日閲覧。

参考文献

Replication revolutionary. New Electronics, 12 December 2006.
3D printer to churn out copies of itself. Celeste Biever, New Scientist, 18 March 2005
The machine that can copy anything. Simon Hooper, CNN, 2 June 2005
Self Replicating Robots And The Developing World. KnowProSE.com, 5 June 2005
Interview with Vik Olliver about RepRap, September 2006
Chinese Growth Hurdles toward a New Great Wall
Canadian Broadcasting Corporation audio interview with Adrian Bowyer

外部リンク

公式ウェブサイト
The RepRap Project, Reports and Documentation
Video of a talk by Adrian Bowyer on RepRap
RepRap Family Tree

[1] J. M Pearce, C. Morris Blair, K. J. Laciak, R. Andrews, A. Nosrat and I. Zelenika-Zovko, "3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development", Journal of Sustainable Development 3(4), pp. 17-29 (2010)

[2] Pearce, Joshua M. 2012. “Building Research Equipment with Free, Open-Source Hardware.” Science 337 (6100): 1303–1304.open access

[3] "The Core Team - who we are", reprap.org/wiki

[4] "Acknowledgements" reprap.org/wiki

[5] “3Dプリンタに特化したオープンソースコミュニティ「RepRap」”. 2018年10月29日閲覧。

[6] “RepRap—the Replication Rapid Prototyper Project, IdMRC”. 2007年2月19日閲覧。

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