该文档介绍了开放源代码的3D打印机reprap及其自我复制和低成本生产的能力。通过使用CAD软件设计3D模型并将其转换为G代码，用户可以制造复杂的塑料零件，适用于教育、工业和爱好者。文中还讨论了如何利用软件和硬件组件组装和操作3D打印机，以及其在实际应用中的可能性。

1. Sept 17, 2011, Hong Kong
Open source 3D printer
開放源設計的 3D 立體打印機
Prepared by: Parker Leung, College Teacher
梁志宏, 中學教師 (CAD電腦輔助設計科)
MSc Enterprise Tech. & Mgt. (CityU, HK)

2. Rep Rap
複製 快速成形

4.  3D printer (Print REAL plastics parts)
 Can self-replicate parts (For repairing or build a new one)
 Open source hardware (GNU general public license)
 3D立體打印 (印製塑膠成品)
 可自行複製自身的塑膠零件 (後備用途或製作新一台)
 開放源設計 (GNU 通用公眾特許條款)

5.  Everyone can replicate RepRap their own
 Cheaply distribute RepRap units to people and communities
 Everyone can create complex products without industrial support
 所有人都可以自行複製 RepRap
 向社會大眾提供造價低廉的 RepRap
 所有人都可以利用 RepRap 生產自己的創作，不用依賴工業作自家生產

6. Design your own 3D model
設計你自己的 3D 模形
Extrude plastics by layers until print done Use toolchain convert 3D model into G code
續層擠出塑膠，直到打印完成 將 3D 模形轉成 G code
Control X/Y/Z Platform and Extruder Send G code to control board
控制 X/Y/Z 移動工作台及擠膠噴頭 將 G code 傳送到控制板

8. Extruder
+
Hot Nozzle
Z - axis
X - axis
Heat bed
Control board
+
Motor Driver Y - axis

9. FDM (Fused Deposition Modeling) / FFF (Fused Filament Fabrication)
熱溶解積層法
1. Thermoplastics filament are liquefied and
deposited by an extrusion head
2. Follows a tool-path defined by the CAD file
and materials deposited in layers in 0.3 mm
3. Part is built from the bottom up by layers
將熱塑性塑膠加熱液化，按計算好的刀路移
動，將塑膠擠出 (幼至 0.3mm)，由最底層開
續層填滿

13.  “Support” printing are required if printing parts
with hollow or invert slopes > 45°
 Need to remove “Support” manually after the
print done
 如果要打印的零件有凌空或倒斜 > 45° 的話，
則要打印額外的”支撐”
 完成打印後，需要人手去移除額外的 ”支撐”

14.  Use heat bed to keep warm during
printing to prevent object warp by cool
down
 為避免打印期間的冷縮引起的彎曲，過
程中建議使用電熱床保持相當的溫度

17. Darwin
(March 2007)
Mendel
(October 2009)

19. Gen 3 Gen 6
(Control board + Motor drivers) (Single board solution)

20. Arduino Mega
RAMPS 1.2
Homemade PCB

21. Blender
 Design your 3D model in any commercial CAD
software (Inventor, Solidworks…) or any free 3D
modeling software (Blender, OpenSCAD…)
 Save the 3D model as STL file format.
OpenSCAD
 先利用不同的3D建模軟件設計出自己的3D模型
 將設計好的3D模型儲存成STL檔案格式

22. • Reading in 3D objects 讀取3D模型檔案 (STL)
1
• Slicing the objects to make each build layer 將3D模型水平切割成多層平面
2
• Evaluating 2D geometry outlines 計算出每層平面的外框刀路
3
• Generating cross-hatch infill 計算出每層平面內的填充刀路
4
5 • Arc compensation 計算所有走弧線刀路的補償刀路
• Translate the tool path to G code 將刀路結果轉譯成 G code 控制碼
6

23. RepRap Host Skeinforge
RepSnapper

24. RepRap Host Skeinforge

25.  Buy a complete set and assembly yourself, or
 Get printing parts from other RepRappers, and buy other mechanical parts and
electronic parts from shop
 於網上直接購買一台完整的套件，或
 從 RepRap 的朋友處打印一份膠件，之後到五金 / 電子店鋪購買其他零件

26. ?
Chocolate Printer / Laser Cutting PCB Maker / Think your own use
Food Printer Machine Soldering Machine
朱古力 / 食物打印 激光切割 電路板 + 焊接 你的創新用途?

28. Industrial Commercial Hobbyist Educational
工業用途 商業價值 業餘玩家 教學用途
• 小型工廠可以 • 可代客少量生 • 玩具模型及首 • 印製出學生自
用極低成本作 產獨一無二的 辦製作 己的設計，協
試辦，亦可加 紀念品和禮物 • 可製作自己設 助他們發揮及
快開發速度 計的零件 實踐創意

29. We can scan any objects and replicate by RepRap
透過立體掃瞄，我們可以將實物複製及生產
David 3D Scanner David 立體掃瞄
is a software can 是一個可以免費
be download freely. 下載使用的軟件
Hardware BOM: 配合硬件：
 Arduino  Arduino板
 Motor Drive  電機驅動板
 Stepper Motor  步進電機
 Web Cam  視像鏡頭
 Line Laser  Line Laser

30.  Teaching college student design and drawing 3D creations
 Students make use of RepRap to print out their design and use it in REAL life
 Currently redesign a simpler RepStrap which can be cheaper (< US$200)
 於中學任教電腦輔助設計科，教授學生設計及繪製立體創作
 學生利用 RepRap 打印出自己設計的作品，可以應用於現實世界
 近來重新設計一台平價的 RepStrap，期望可推廣於其他中學使用 (< US$200)