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全球首款100美元的3D打印机Peachy Printer,通过改进3D打印机的设计原理来实现低价

2013/09/23 19:39:42      点击:

加拿大的Rylan Grayson发明了Peachy Printer——全球首款100美元的3D打印机。Peachy Printer并没有像其他3D打印机那样通过降低组件成本来降低售价,而是通过改进3D打印机的设计原理来实现低价。

Peachy Printer是一台光刻打印机,通过控制光束将光敏树脂凝固成形。Peachy Printer会沿着X轴和Y轴移动激光光束来生成物件的形状,另外通过滴灌系统来控制树脂Z轴的高度,也即物件的高度。

工作原理

3D打印机

Grayson编写了一款基于Blender的插件,通过该插件能将3D模型转换成音频信号。通过电脑上的耳机插口就可以向打印机传输相应的音频信号。该音频信号会驱动一对电磁镜,通过这对电磁镜可以控制激光光束的传播路径。音量越大,镜子的移动就越大。基于这个原理,激光光束就可以刻画出物件在XY平面内的形状了。此外,智能机、收音机、MP3播放器等都可以用来控制打印机。

滴灌系统:在打印机的顶部有个容器,其中充满了盐水,这些盐水会随着弯管不断下滴。通过一个阀可以控制盐水的下滴速度。每次下滴都会通过2个电极,此时麦克插孔会接受一个因此产生的电信号。随着盐水的不断滴灌,光敏树脂会不断上浮。软件也会不断监听麦克风位准,并记录下滴的次数,同时计算是否已经完成。通过这些,软件可以控制树脂所处的Z轴位置。最终完成整个打印工作。

通过下面的视频,我们可以一窥Peachy Printer的工作原理。

3D扫描仪

当与摄像头结合时,Peachy Printer又可以变身为3D扫描仪。Peachy Printer会不断产生一束直线激光,当360度旋转物件时,摄像头会或DSLR会抓拍图片,然后由Blender的插件按帧检查每个像素的情况,用于确定物件的形状。然后会计算物件上的像素点到旋转中心的距离,并据此勾画出3D模型。至此完成3D扫描。

下面揭示下刚才扫描的原理。摄像头或DSLR在旋转物件的时候会完整记录下物件360度的情况。通过Blender软件我们可以按帧扫描每个像素,来找出激光扫描到物件的点。然后计算出这些点到旋转中心的距离,并在三维空间中绘出这些点。现在,你就已经扫描得到一个真实物件的3D模型了。

Peachy Printer尚处在测试阶段,目前它可以打印的最小壁厚为0.2mm。打印速度则取决于物件的复杂度,比如下图中的立方体就需要花费20分钟时间打印。同时Grayson还特别提到,该立方体大约有2立方厘米,1立方米的树脂可以打印500个这样的小立方体,每个的成本在0.12美元左右。

这种非凡独特的设计造就了这台价格亲民的3D打印机。Peachy Printer的套件在Kickstarter上花100美元即可购得,任何人都可以在1小时内将这些套件组装成一台3D打印机。不过,你还需要自行准备2个装液体的容器和一个小水管。