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Proyecto RepRap

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RepRap version 1.0 (Darwin).
RepRap version 2.0 (Mendel)
Video introduction to 'Mendel'

El Proyecto Reprap es una iniciativa con el ánimo de crear una máquina auto-replicable que puede ser usada para prototipado rápido y manufactura. Una máquina de prototipado rápido es una Impresora 3D que es capaz de fabricar objetos en tres dimensiones a base de un modelo hecho en ordenador.

El autor del proyecto describe la autorreplicación como la habilidad de producir los componentes necesarios para construir otra versión de sí mismo, siendo una de las metas del proyecto. La autorreplicación distingue el proyecto RepRap de otro similar llamado Fab@home.

Debido al potencial de la autorreplicación de la máquina, el creador visiona la posibilidad de distribuir a bajo costo máquinas RepRap a personas y comunidades, permitiéndoles crear (o descargar de Internet) productos y objetos complejos sin la necesidad de maquinaria industrial costosa. Adicionalmente se especula que RepRap demostrará evolución así como crecer en cantidades exponenciales. Esto, en teoría le dará a RepRap el potencial de convertirse en una poderosa tecnología disruptiva, similar a otras que han anticipado bajos costos en tecnologías de fabricación.

Intenciones

La principal meta del proyecto RepRap es producir un aparato auténtico autorreplicable no para sí mismo, si no, para ponerlo en las manos de individuos en cualquier parte del planeta y con una mínima inversión de capital, un sistema de fábrica de escritorio que permitirá a cualquier persona la fabricación de objetos para su vida cotidiana.

La naturaleza en autorreplicación de RepRap también puede facilitar una diseminación viral y podría facilitar una mayor ciencia revolucionaria en el diseño y fabricación de productos, desde la producción comercial de artículos bajo patente hasta una de escala personal, basada en especificaciones libres. Dando apertura al diseño de productos y oportunidades de manufactura a cualquier persona debería en gran medida reducir el ciclo de trabajo para las mejoras a productos y soporte de una mayor diversidad de nichos de productos mayor que la capacidad actual de producción de las fabricas.[1]​

Desde un punto de vista teórico, el proyecto intenta probar la siguiente hipótesis:

Prototipado Rápido y tecnologías de escritura directa ("direct writing" en inglés) son suficientemente versátiles para permitir ser usadas en la creación de un Constructor Universal.[2]​

Antecedentes

Primera parte hecha por un RepRap para un RepRap, fabricada por el prototipo Zaphod, por Vik Olliver (13/9/2006).

El Doctor Adrian Bowyer, un profesor en ingeniería mecánica de la Universidad de Bath en Reino Unido, fundador e inventor de RepRap, y líder del equipo del proyecto.[3]​ El proyecto usa una técnica de fabricación por adición, y está disponible bajo la GNU General Public License, una licencia de software libre, que permite a otros investigadores trabajar en la misma idea y mejorarla.

Actualmente (septiembre de 2009), prototipadores comerciales de gama baja cuestan alrededor de 20.000 dólares (desde Z Corporation[4]​), no incluye precios de materiales y solidificadores, que cuestan algo más de 1500 dólares. Prototipos hechos en las máquinas comerciales de gama baja cuestan alrededor de dos dólares por centímetro cúbico. El proyecto RepRap tiene como objetivo reducir drásticamente el coste de las máquinas de prototipado 3D con libre y de código abierto, y abaratar el precio de fabricar objetos a costes casi de 0,02 dólares por centímetro cúbico.

Línea de tiempo

Todas las partes plásticas de la máquina de la derecha fueron producidas por la máquina de la izquierda. En la imagen Adrian Bowyer (izquierda) y Vik Olliver (derecha), miembros del proyecto RepRap.
Versión 2 'Mendel' que sostiene un objeto recién impreso; al lado se muestra el modelo del objeto en la pantalla del computador.
  • 23 de marzo de 2005: Inicio del blog de RepRap.
  • 13 de septiembre de 2006: El prototipo 0.2 de RepRap imprime con éxito la primera pieza que luego reemplazará una idéntica, creada por una impresora 3D comercial.
  • 9 de febrero de 2008: RepRap 1.0 "Darwin" ha imprimido exitosamente al menos una muestra de casi la mitad de sus partes prototipadas.
  • 14 de abril de 2008: Posiblemente el primer objeto para el usuario final es fabricado por RepRap: una abrazadera que sostiene un iPod de forma segura al panel de un Ford Fiesta.
  • mayo de 2008: Muchos otros objetos útiles fueron creados por varios RepRap de primera generación incluyendo un perchero, un par de sandalias, una manija para puerta y un mata-moscas.
  • 29 de mayo de 2008: Con unos minutos de ensamble, el primer "hijo" fabrica la primera parte para un "nieto" en la Universidad de Bath, Reino Unido.
  • 23 de septiembre de 2008, al menos 100 copias han sido producidas en varios países. El número exacto de RepRap en circulación a esa fecha es desconocido.[5]​
  • 30 de noviembre de 2008, Primera replicación fuera de laboratorio. Réplica completada por Wade Bortz, el primer usuario ajeno al equipo de desarrollo que produjo una colección completa de partes para otra persona.[6]​ La venta se completó en persona tras conocerse en Internet.
  • 20 de abril de 2009: Anuncio de la primera tarjeta de circuito electrónico producido automáticamente con RepRap. Usando un sistema automatizado de control y un sistema de cabezas intercambiable de impresión para plástico y soldador conductivo. La parte es integrada luego en el RepRap que la fabricó.[7]​
  • 2 de octubre de 2009: La segunda generación, llamada "Mendel", imprime sus primeras partes. La figura de Mendel se parece a un prisma triangular más que a un cubo.
  • 13 de octubre de 2009: Se completa la versión 2.0 de RepRap, llamada "Mendel",[8]​ y se espera ser lanzado al público pronto.[9]​

Estado actual

Una producción corta requiere aproximadamente 1 km de filamento de 3 mm de Policaprolactona, adecuado para el uso en los extrusores Mk II usados en muchos prototipos operacionales y casi-operacionales que han sido producidos para el proyecto. Con 1 km de filamento de Policaprolactona, el proyecto fue capaz de producir objetos más grandes y también probar los sistemas candidatos en horas en lugar de días, como en el caso del filamento producido a mano.

El prototipo Zaphod de Vik Olliver ha replicado un conjunto de partes para el extrusor Mk II. Vik ensambló las partes en un Mk II funcional y lo usó con éxito como segundo extrusor en el Zaphod. El uso de policaprolactona para el conjunto de partes en vez de ABS requirió varios cambios menores cuando se ensambló en un Mk II funcional.

La replicación se ha completado con éxito, se ha reproducido totalmente las partes plásticas de un RepRap, así como una autorreplicación hecha de partes compradas en línea. El objetivo básico del proyecto en términos generales se ha completado con éxito, sólo queda por resolver el incrementar el número de partes reproducibles y la calidad del tipo de objetos que se pueda producir.

Desarrollo de la máquina

Extrusor de termoplásticos Mk II (creado por el Dr. Adrian Bowyer). A) Motor continuo B) Engranaje de gusano impulsa la cubierta del filamento C) Calentador D) Tarjeta controladora del motor.

Mientras el proyecto RepRap fue formalmente lanzado en marzo de 2005, la taza de desarrollo explotó después del desarrollo del extrusor de polímero Mk II del Dr. Bowyer en noviembre de 2005.[10]​ El extrusor Mk II representa un avance mayor de vanguardia, ya que este puede operar en entornos con temperatura ambiente, en lugar de una caja cerrada calentada a una temperatura cercana al punto de fundición a la cual el polímero es extruido. Esto en gran medida reduce costos de producción del sistema y hace que los materiales específicos usados en estos sean mucho menos críticos.

RepStraps

Las máquinas conocidas como RepStraps son fabricadores construidos como un paso antes de la producción de un RepRap completo. Estas máquinas son construidas usando partes que están disponibles para el constructor, y luego para lograr la habilidad de producir partes extruidas.

Prototipos RepRap completos

Originalmente ensamblado en febrero de 2006, a partir del 10 de mayo de 2006 el primer prototipo replicador completo, RepRap 0.1, diseñado por Vik Olliver en Nueva Zelanda, pronto empezó a extruir formas. A mediados de julio objetos hasta de 15 capas en profundidad y 50 mm de diámetro fueron extruidos por Da Witch, El prototipo de RepRap de Vik Olliver.

Los componentes de polímero del sistema de posicionamiento 3D y cabeza de extrusión fueron creados usando una máquina comercial de fabricación aditiva. El sistema fue sujeto a intensos ejercicios de pruebas por Vik Olliver y Simon McAuliffe para integrar el sofware, firmware y componentes de hardware.

A partir de septiembre de 2006 Da Witch ha sido reconstruido para hacerlo portátil, y se le ha agregado una segunda cabeza de extrusión. El RepRap 0.2 ha sido nombrado Zaphod. Vik Olliver ha dado una conferencia sobre este y una demostración de Zaphod y el programa de investigación de RepRap en Viena (Austria) en el congreso de artes digitales Paraflows 2006 [1] allí durante el 9 al 16 de septiembre de 2006. Allí se mostró cómo el prototipo de RepRap Zaphod ha creado un conjunto completo de partes necesarias para hacer su propio extrusor.[11]​

Otros prototipos

Otros prototipos en varios estados de desarrollo son construidos actualmente por Sells y Bellmore.

A la fecha, virtualmente todos los prototipos de RepRap han sido autorreplicados (repstrapped). El prototipo de Vik Olliver, que ha sido involucrado en RepRap 0.2, empezó en gran parte como un montaje de partes de Meccano, y dio la noción de la variedad de materiales que pueden ser utilizados en el prototipo de arranque autorreplicado y autosuficiente, Tommelise,[12]​ is almost entirely built of milled poplar.[13]​

Los materiales elegidos para la construcción son reflejo de las posibilidades de cada grupo local y de la habilidad para la construcción que individualmente cada miembro del grupo aporta al proyecto.

Desarrollo del software

Prototipo de RepRap 0.1 (diseñado por Vik Olliver).

RepRap ha sido diseñado como un sistema de replicación integral y autosuficiente, en lugar de una simple máquina de hardware. En la actualidad, el sistema incluye un programa CAD en la forma de un sistema de modelado 3D, Modelado asistido por ordenador CAM y controladores para el dispositivo, lo cual permite obtener piezas físicas a partir de los diseños enviados a la máquina RepRap.

El equipo de RepRap ha utilizado, por ahora, el software de modelado 3D Art of Illusion (AoI) como sistema de modelado utilizado en el sistema RepRap. AoI es adecuado para este rol debido a su potencia para el modelado satisfactorio de objetos tridimensionales y debido a que está escrito en el lenguaje Lenguaje Java, popular y multiplataforma. La plataforma básica de modelado para AoI ha sido personalizada para cubrir las necesidades de la máquina RepRap mediante secuencias de órdenes.

El trabajo en el sistema de Modelado automatizado también se encuentra en un estado avanzado de desarrollo. Aquel trabajo está siendo llevado a cabo por Simon McAuliffe y Adrian Bowyer, y se prueba como parte de los sistemas RepRap.


Impresoras operativas

A partir de los prototipos de los diferentes equipos se han desarrollado hasta la fecha dos modelos de impresoras RepRap totalmente funcionales. A estas se les ha dado el nombre de importantes científicos dedicados al estudio de la Biología y la evolución de las especies. Así pues estos dos modelos ha sido denominados:

Ambos modelos tiene capacidad de autorrepararse y autorreplicarse, es decir son capaces de imprimir las mismas piezas de las que están construidas para sustituir las defectuosas o rotas o para construir una réplica de sí mismas.

Referencias

  1. ↑ «Introduction to Reprap». ReprapDocs. Consultado el 15 de febrero de 2007. 
  2. ↑ «RepRap». Genesis. Consultado el 17 de febrero de 2007. 
  3. ↑ «Adrian Bowyer». University of Bath. Consultado el 4 de junio de 2006. 
  4. ↑ «ZPrinter 310 Plus». Z Corporation. Consultado el 19 de diciembre de 2012. «USA MSRP - $19,900». 
  5. ↑ «Mechanical Generation § SEEDMAGAZINE.COM». 
  6. ↑ «ItemsMade < Main < Reprap». 
  7. ↑ «First reprapped circuit». RepRap blog. 
  8. ↑ «Mendel Uploaded!». RepRap blog. 
  9. ↑ «WebHome». RepRap Home Page. 
  10. ↑ «La cabeza extrusora de termoplástico para RepRap, Versión 2». ReprapDocs. Consultado el 23 de abril de 2007. 
  11. ↑ «RepRapped extruder parts». The RepRap Blog. Consultado el 9 de febrero de 2007. 
  12. ↑ «Tommelise». The Clanking Replicator Project. Consultado el 3 de febrero de 2007. 
  13. ↑ Olliver, Vik (27 de abril de 2005). «Construction of Rapid Prototyping Testbeds Using Meccano» (PDF). Consultado el 4 de junio de 2006. 

Enlaces externos

Página del proyecto

Artículos

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