RepRap

Der RepRap ist ein 3D-Drucker, der für das Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing verwendet werden kann und alle Kunststoffteile seiner Bauteile auch selbst herstellen kann (Autoreplikation). Der Name RepRap steht für Replicating Rapid-prototyper. Die Pläne für das Gerät und die nötige Software stehen unter der GNU General Public License.

Die Idee

Adrian Bowyer erfand und entwickelte die Idee des RepRap und hat diese ausführlich dokumentiert.<ref name="RepRap About">RepRap About: über das RepRap-Projekt, seine Entstehung und seine Philosophie.</ref>

Seine Konstruktionen stellte er unter die GNU General Public License mit dem Ziel, eine möglichst weite Verbreitung zu erreichen. Die Materialkosten für die erste Version des RepRap beliefen sich auf etwa 500 €. Somit soll die Maschine für jeden bau- und nutzbar sein.

Ein weiterer wichtiger Aspekt seiner Philosophie ist die Replizierbarkeit der Konstruktion. Zumindest unter europäischem Patentrecht ist der Nachbau auch patentierter Konstruktionen für den Eigenbedarf erlaubt, daher ist für den Selbstbauer ein Konflikt des ausschließlich aus selbstgedruckten Teilen und Standardteilen (z.B. Schrauben) zusammengesetzten Druckers mit eventuell vorhandenen Patenten von vornherein ausgeschlossen. Replizierbarkeit erlaubt auch, bei der Herstellung des Kind-Druckers kleinere Änderungen einfach und schnell einzubringen, so dass eine Weiterentwicklung ähnlich der biologischen Evolution stattfinden kann. Dritter Aspekt der Replizierbarkeit ist, dass mit zunehmender Zahl der gebauten Drucker gleichzeitig auch die Zahl der Produktionsmaschinen steigt, so dass früher oder später ein hoher Wettbewerb zu günstigen Preisen führt.

Funktionsweise

Darwin

Der RepRap arbeitet nach dem Prinzip der Schmelzschichtung. Er besteht aus einer Hebebühne, über der ein auf zwei Achsen befestigter Druckkopf sitzt; dieser fährt die Koordinaten ab, an denen das zu erstellende Objekt Material enthalten soll. Dabei schmilzt er einen dünnen, meist etwa 3 mm starken Kunststoffstrang und drückt diesen aus einem Druckkopf mit einer Öffnung von weit unter einem Millimeter. Verwendet werden dabei oft PLA oder ABS. Für weitere Lagen senkt sich die Hebebühne jeweils um die Dicke des aufgetragenen Materials ab.

Mendel

Dieses Modell verfügt über ein Maschinenbett, das im Gegensatz zum Vorgänger nicht in der Höhe verfahren kann, dafür fährt es allerdings auf der Y-Achse. Der Druckkopf hingegen verfährt dabei auf der X- und Z-Achse. Die Bauform ist kompakter und benötigt weniger Material zur Herstellung.

Prusa Mendel

Im Funktionsumfang der klassischen Mendel sehr ähnlich und auf deren Konzept aufbauend, jedoch wesentlich einfacher im mechanischen Aufbau. Damit auch günstiger herzustellen.

Rostock

Anders als bei den 3D-Druckern Mendel und Darwin wird beim Rostock der Extruder nicht über ein Schienensystem, sondern mithilfe von drei Armen bewegt. Die drei Arme werden dabei durch jeweils einen Schrittmotor angesteuert, die die Arme über einen Riemen 3-Dimensional bewegen lassen.

Modifikationen

Ein Heizbett kann die Qualität der Produkte verbessern: Bei der Verarbeitung von ABS kommt es bei Kunststoffteilen mit großer Masse zum Verzug. Um dies zu reduzieren, wird die Druckfläche beheizt. Die aktuelle Elektronik sowie die aktuelle Software sind darauf schon eingerichtet.

Status

Im September 2006 erstellte der Prototyp des RepRap 0.2 zum ersten Mal einen Teil seiner selbst, der direkt eingebaut wurde. Ein RepRap der Version 1.0 („Darwin“) replizierte im Mai 2008 erstmals alle seine Kunststoffbauteile selbst. Die restlichen Bauteile (nur Kunststoffteile können zurzeit ausgedruckt werden) kosten im Baumarkt etwa 400 €<ref name="golemRepRap1.0">Werner Pluta: RepRap - 3D-Drucker baut sich selbst. In: Golem.de. 4. Juni 2008</ref><ref>Jens Uehlecke: Von der Zahnbürste bis zur Digitalkamera. In: Zeit-Wissen. 02/2007, S. 88</ref>. Da Erweiterungen und Verbesserungen aber von der Maschine selbst hergestellt werden können, sobald die entsprechenden Teile am Computer entworfen wurden, kann man die Maschine selbst immer auf den neuesten Stand bringen, ähnlich wie bei Software-Updates.

Der erste Nachkomme hat auch schon nach einigen Minuten das Teil eines weiteren RepRap ausgedruckt. Weiterentwickelte Versionen des RepRap sollen auch die elektronischen Leiterbahnen herstellen können, die für eine Reproduktion nötig (und im Baumarkt nicht erhältlich) sind.

Im Oktober 2009 wurde die Version 2 (Mendel) veröffentlicht. Die dritte Version ist eine verkleinerte Version von Mendel und soll sich dadurch schneller und kostengünstiger replizieren lassen.

Seit etwa Mitte 2011 findet eine rapide Erweiterung der Modellvielfalt statt. Mitte 2013 gibt es etwa 500 bekannte Variationen<ref name="RepRap Family Tree">RepRap Family Tree</ref>. Die zentral organisierte Entwicklung eines gemeinsamen Druckermodells wurde dagegen weitgehend aufgegeben. Der Vertrieb findet derzeit (Mitte 2013) über etwa 100 eigenständige, in quasi allen Teilen der Erde ansässigen Internet-Shops<ref name="Mendel Buyers' Guide">RepRap Buyers' Guide</ref> statt.

Da die Herstellung sich selbst replizierender Drucker nur geringe handwerkliche Fertigkeiten erfordert und Veränderungen oder gar Neuentwürfe sehr schnell ausprobiert werden können, ist ein baldiges Ende dieser Entwicklung nicht abzusehen. Ebenso gibt es bereits Entwürfe von Druckern, die ein anderes Verfahren als das der Schmelzschichtung verwenden.

Siehe auch

• Von-Neumann-Sonde

Weblinks

• Offizielle Website
• Die universelle Maschine, Artikel von Florian Rötzer in Telepolis, 7. Juni 2005

Fußnoten

<references />