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렙랩 프로젝트

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목차

1. 개요

렙랩(RepRap) 프로젝트는 2005년 영국 배스 대학교의 애드리안 보이어 박사에 의해 시작된 오픈 소스 3D 프린팅 프로젝트이다. 이 프로젝트는 개인들이 저렴하게 물건을 생산할 수 있도록 하는 것을 목표로 하며, 3D 프린터를 통해 자체 부품을 일부 생산하는 자기 복제 기계 개발을 추구한다. 렙랩은 다양한 모델과 하드웨어 설계를 통해 진화해 왔으며, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 등 다양한 재료를 사용하여 물체를 인쇄할 수 있다. 또한, 3D 모델링 소프트웨어와 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어를 포함하는 완전한 복제 시스템을 갖추고 있으며, 교육 분야에서의 활용 가능성 또한 높게 평가받고 있다.

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렙랩 프로젝트

2. 역사

렙랩(RepRap)은 2005년 영국 배스 대학교의 기계 공학 강사인 애드리안 보이어 박사가 시작한 프로젝트이다.

2016년 1월 초, RepRapPro ("RepRap Professional"의 약자, 영국 RepRap 프로젝트의 상업 부문)는 저가 3D 프린터 시장의 경쟁 심화와 확장 불가능을 이유로 2016년 1월 15일에 거래를 중단한다고 발표했다. 그러나 RepRapPro China는 계속 운영되고 있다.

RepRap의 발전과 관련된 주요 사건들은 다음과 같다.

연도내용
2005년 3월 23일RepRap 블로그 시작
2005년 여름배스 대학교의 Engineering and Physical Sciences Research Council|공학 및 물리 과학 연구 위원회영어로부터 개발 예산 지원
2006년 9월 13일RepRap 0.2 프로토타입이 자체 부품 출력
2008년 2월 9일RepRap 1.0 "Darwin"이 부품 절반 이상 자체 제작
2008년 4월 14일iPod 고정 클램프 제작
2008년 5월 29일Darwin, 자기 복제 달성
2008년 9월최소 100대 이상 생산
2009년 4월전자 회로 기판 자동 생산
2009년 10월 2일2세대 디자인 Mendel, 첫 부품 인쇄
2010년 1월 27일포사이트 연구소, "Kartik M. Gada 인도주의적 혁신상" 발표
2010년 8월 31일3세대 디자인 Huxley 공개
2012년최초의 성공적인 Delta 디자인 Rostock 등장, OpenBeam과 와이어(Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄) 사용


2. 1. 초기 개발

Vik Olliver가 Zaphod 프로토타입으로 제작한, RepRap이 RepRap을 만들기 위해 제작한 최초의 부품 (2007-09-13)


RepRap의 진화와 다른 3D 프린터의 시계열적 변화를 나타낸 RepRap 계보도


렙랩(RepRap)은 2005년 영국 배스 대학교의 기계 공학 선임 강사인 애드리안 보이어가 시작한 프로젝트이다. 공학 및 물리 과학 연구 위원회에서 자금 지원을 받았다.

  • 2005년 3월 23일: RepRap 블로그가 시작되었다.
  • 2005년 여름: 배스 대학교의 Engineering and Physical Sciences Research Council|공학 및 물리 과학 연구 위원회영어로부터 초기 개발 예산을 지원받았다.
  • 2006년 9월 13일: RepRap 0.2 프로토타입은 자체와 동일한 첫 번째 부품을 출력했으며, 이는 상용 3D 프린터로 제작된 원래 부품을 대체했다.
  • 2008년 2월 9일: RepRap 1.0 "Darwin"은 급속 시제품 제작 부품의 절반 이상을 적어도 한 번 이상 제작했다.
  • 2008년 4월 14일: RepRap은 최종 사용자 품목인 iPod을 포드 피에스타 자동차의 대시보드에 고정하는 클램프를 제작했다.
  • 2008년 5월 29일: Darwin은 모든 급속 시제품 제작 부품의 전체 복사본을 제작하여 자기 복제를 달성했다 (이는 모든 부품의 48%를 나타내며, 패스너는 제외). 몇 시간 후 "자식" 기계는 첫 번째 부품인 타이밍 벨트 텐셔너를 제작했다.
  • 2008년 9월: 적어도 100대가 여러 국가에서 생산되었다.
  • 2009년 4월: 자동 제어 시스템과 플라스틱과 전도성 솔더를 모두 인쇄할 수 있는 교체 가능한 헤드 시스템을 사용하여 RepRap으로 전자 회로 기판이 자동으로 생산되었다.
  • 2009년 10월 2일: Mendel이라는 2세대 디자인은 첫 번째 부품을 인쇄했다. Mendel의 모양은 정육면체보다는 삼각 기둥과 유사하다.
  • 2010년 1월 27일: 포사이트 연구소는 개선된 RepRap의 설계 및 제작을 위한 "Kartik M. Gada 인도주의적 혁신상"을 발표했다.
  • 2010년 8월 31일: 3세대 디자인은 Huxley라는 이름으로 명명되었다. 이 디자인은 Mendel의 축소판으로, 원래 인쇄 부피의 30%였다.
  • 2012년: 최초의 성공적인 Delta 디자인인 Rostock가 완전히 다른 디자인을 갖게 되었다. 최신 반복에서는 벨트 대신 OpenBeams, 와이어 (일반적으로 Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄) 등을 사용했으며, 이는 RepRap의 최신 트렌드를 나타내기도 했다.
  • 2012년 여름/가을: 소규모의 신생 기업들이 파생형 판매에 주력하여 조립 키트와 완제품 판매에 참여하여 현재 산업용보다 저렴하게 만들 수 있는 3D 프린터를 위한 연구 개발의 결과를 도입한 새로운 관련 공정이 도입되었다. RepRap 연구 주제 중 가장 주목할 만한 성과는 아마도 최초의 성공적인 델타 설계일 것이다. 개발자인 Rostock는 당시 아직 실험 단계로 최첨단에 가까웠다. 최신 OpenBeam의 와이어(일반적으로 Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄)를 벨트 대신 사용하는 것이 RepRap에 도입되었다.

2. 2. 디자인 발전



렙랩(RepRap)은 2005년 영국 배스 대학교의 기계공학과 선임강사인 애드리안 보이어가 설립했으며, 공학 및 물리 과학 연구 위원회에서 자금을 지원받았다.

2006년 9월 13일, RepRap 0.2 프로토타입은 자체와 동일한 첫 번째 부품을 출력하는데 성공했다. 2008년 2월 9일, RepRap 1.0 "Darwin"은 급속 조형(rapid prototyping) 부품의 절반 이상을 자체 제작했다. 같은 해 4월 14일에는 iPod을 포드 피에스타 자동차 대시보드에 고정하는 클램프를 제작했고, 9월에는 여러 국가에서 100대 이상이 생산되었다. 2008년 5월 29일, Darwin은 모든 급속 조형 부품의 복사본을 제작하여 자기 복제를 달성했다.

2009년 4월에는 자동 제어 시스템과 교체 가능한 헤드 시스템을 통해 RepRap으로 전자 회로 기판을 자동으로 생산했다. 같은 해 10월 2일에는 2세대 디자인인 Mendel이 첫 번째 부품을 인쇄했다. Mendel은 삼각 기둥과 유사한 형태를 가지고 있으며, 2009년 10월에 완성되었다. 2010년 1월 27일, 포사이트 연구소는 개선된 RepRap 설계 및 제작에 대한 "Kartik M. Gada 인도주의적 혁신상"을 발표했다.

2010년 8월 31일, 3세대 디자인인 Huxley가 공개되었다. Huxley는 Mendel을 축소한 형태로, 인쇄 부피가 원래의 30%였다. 2년 안에 RepRap과 RepStrap 구축 및 사용은 기술, 가제트, 엔지니어링 커뮤니티에서 널리 퍼졌다.

2012년에는 최초의 성공적인 Delta 디자인인 Rostock가 등장했다. Rostock는 OpenBeams와 와이어(주로 Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄)를 사용하여 벨트 대신 사용하는 새로운 트렌드를 보여주었다.

2016년 1월 초, RepRapPro("RepRap Professional"의 약자)는 저가 3D 프린터 시장의 경쟁 심화와 확장 불가능을 이유로 2016년 1월 15일에 거래를 중단한다고 발표했다. 그러나 RepRapPro China는 계속 운영되고 있다.

RepRap의 발전 과정은 다음과 같다:

연도내용
2005년 3월 23일RepRap 블로그 시작
2005년 여름배스 대학교에서 개발 예산 지원
2012년 여름/가을델타 디자인 Rostock 개발, OpenBeam과 와이어(Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄) 사용


2. 3. 상업화 및 확장



2006년 9월 13일, RepRap 0.2 프로토타입은 자체와 동일한 첫 번째 부품을 출력했으며, 이는 상용 3D 프린터로 제작된 원래 부품을 대체했다. 2008년 2월 9일, RepRap 1.0 "Darwin"은 급속 시제품 제작 부품의 절반 이상을 적어도 한 번 이상 제작했다. 2008년 4월 14일, RepRap은 iPod을 포드 피에스타 자동차의 대시보드에 고정하는 클램프를 제작했다. 그해 9월까지, 적어도 100대가 여러 국가에서 생산되었다. 2008년 5월 29일, Darwin은 모든 급속 시제품 제작 부품의 전체 복사본을 제작하여 자기 복제를 달성했다 (이는 모든 부품의 48%를 나타내며, 패스너는 제외). 몇 시간 후 "자식" 기계는 첫 번째 부품인 타이밍 벨트 텐셔너를 제작했다.

2009년 4월, 자동 제어 시스템과 플라스틱, 전도성 솔더를 모두 인쇄할 수 있는 교체 가능한 헤드 시스템을 사용하여 RepRap으로 전자 회로 기판이 자동으로 생산되었다. 2009년 10월 2일, 2세대 디자인인 Mendel은 첫 번째 부품을 인쇄했다. Mendel의 모양은 정육면체보다는 삼각 기둥과 유사하다. Mendel은 2009년 10월에 완성되었다. 2010년 1월 27일, 포사이트 연구소는 개선된 RepRap의 설계 및 제작을 위한 "Kartik M. Gada 인도주의적 혁신상"을 발표했다.

2010년 8월 31일, 3세대 디자인은 Huxley라는 이름으로 명명되었다. 이 디자인은 Mendel의 축소판으로, 원래 인쇄 부피의 30%였다. 2년 이내에 RepRap과 RepStrap 구축 및 사용이 기술, 가제트 및 엔지니어링 커뮤니티에서 널리 퍼졌다.

2012년에는 최초의 성공적인 Delta 디자인인 Rostock가 완전히 다른 디자인을 갖게 되었다. 최신 반복에서는 벨트 대신 OpenBeams, 와이어 (일반적으로 Dyneema 또는 Spectra 낚싯줄) 등을 사용했으며, 이는 RepRap의 최신 트렌드를 나타내기도 했다.

2016년 1월 초, RepRapPro ("RepRap Professional"의 약자이며 영국의 RepRap 프로젝트의 한 상업 부문)는 2016년 1월 15일에 거래를 중단할 것이라고 발표했다. 그 이유는 저가 3D 프린터 시장의 혼잡과 해당 시장에서 확장할 수 없다는 점이었다. RepRapPro China는 계속 운영되고 있다.

2. 4. 한국의 렙랩 커뮤니티

렙랩은 2005년 영국 배스 대학교의 기계 공학 선임 강사인 애드리안 보이어가 설립했다. 일본에서는 "RepRap Community Japan"이라는 단체가 유사한 활동을 하고 있다.[44]

3. 하드웨어

보이어는 프로젝트가 진화하도록 장려하였기 때문에, 많은 변형이 만들어졌다. 렙랩은 오픈 소스 프로젝트이므로, 설계자는 자유롭게 수정 및 대체할 수 있지만, 다른 사람이 잠재적인 개선 사항을 재사용할 수 있도록 해야 한다.

지금까지 RepRap 프로젝트는 2007년 3월에 "다윈", 2009년 10월에 "멘델", 2010년에 "프루사 멘델", "헉슬리"의 4대의 기계를 배포했다. 개발자들은 "RepRap이 증식, 진화"하므로 유명한 생물학자들의 이름을 따서 명명했다.

3. 1. 기본 구조

렙랩(RepRap)은 오픈 소스 프로젝트로, 지속적인 개량을 통해 다양한 파생형이 존재한다. 설계자들은 자유롭게 개조하거나 용도에 맞게 개량할 수 있다. RepRap 3D 프린터는 기본적으로 열가소성 수지 압출기를 컴퓨터 제어식 직교좌표 XYZ 장치 위에 설치한 구조이다. 장치는 철봉과 3D 프린터로 제조된 수지 부품으로 결합된다. 모든 축은 스테핑 모터로 구동되며, X, Y축은 톱니 벨트, Z축은 나사로 움직인다.

RepRap의 핵심 부품은 수지 압출 장치이다. 초기 RepRap 압출 장치는 기어 감속된 직류 정류자 전동기로 구동되어 수지를 압축하고 가열 용기를 통과시켜 가는 노즐로 나오게 했다. 그러나 직류 전동기는 큰 관성 때문에 시동과 정지가 즉각적이지 않아 정밀한 제어가 어려웠다. 따라서 개선된 압출 장치에서는 스테핑 모터를 사용하여 필라멘트가 미끄러지지 않도록 로렛 가공된 축을 통해 공급함으로써 정밀한 압출이 가능해졌다.

RepRap의 전자 장치는 보급형 오픈 소스 아두이노(Arduino) 플랫폼을 기반으로 하며, 스테핑 모터 구동을 위한 추가 기판과 함께 사용된다. 현재 아두이노 파생형인 Sanguino 기판과 압출 장치 제어 전용으로 개량된 아두이노 기판이 사용된다. 이러한 구성은 압출 장치 추가 및 제어 장치 확장을 용이하게 한다.

3. 2. 압출기

RepRap의 핵심 부품은 수지 압출 장치이다. 초기 RepRap에 사용된 압출 장치는 기어 감속된 직류 정류자 전동기로 구동되어 수지를 압축하고 가열 용기를 통과시켜 가는 노즐로 나오게 했다. 그러나 직류 전동기는 큰 관성 때문에 시동과 정지가 신속하게 이루어지지 않아 정밀한 제어가 어려웠다. 따라서 개선된 압출 장치에서는 스테핑 모터를 사용하여 필라멘트가 미끄러지지 않도록 로렛 가공된 축을 통해 공급함으로써 정밀한 토출이 가능해졌다.

3. 3. 전자 장치

RepRap의 전자 장치에는 보급된 오픈 소스 아두이노(Arduino) 플랫폼이 사용되며, 스테핑 모터 구동용 추가 기판과 함께 사용된다. 현재 아두이노 파생형인 Sanguino 기판과 더불어 토출 장치 제어 전용으로 개량된 아두이노 기판이 사용된다. 이 구성으로 토출 장치의 추가 및 제어 장치 양쪽의 확장을 지향한다.

3. 4. 주요 모델

프로젝트는 진화를 장려하도록 에이드리안 보이어에 의해 설계되었으므로, 많은 변형이 만들어졌다. 오픈 소스 프로젝트이므로, 설계자는 자유롭게 수정 및 대체할 수 있지만, 다른 사람이 잠재적인 개선 사항을 재사용할 수 있도록 해야 한다.

다양한 렙랩 프린터 설계는 다음과 같다.

  • 프루사 i3
  • 행프린터
  • RepRap Fisher
  • RepRap Snappy
  • RepRap Morgan
  • RepRap Ormerod
  • RepRap Darwin
  • RepRap Mendel


최초로 공개된 RepRap ''Darwin''은 XY 갠트리가 이동하는 Z축 프린트 베드 위에 장착되었다. Darwin의 Z축은 네 귀퉁이에 나사가 있으며, 타이밍 벨트로 서로 연동되어 일제히 회전했다. 제어용 전자 장비는 외부에 설치되었다. Darwin은 출력된 활송부를 모든 축에 갖추었다.

''Mendel''은 Darwin의 활송부를 볼 베어링으로 교체하여 마찰을 최소화하고 정밀도를 향상시켰다. 베드는 수평의 Y 방향으로 이동하고 토출 장치는 X축 방향으로 수평 이동하여 상하로 움직인다. 이로 인해 상부가 경량화되어 Darwin보다 더 작아졌으며, Darwin의 4개 Z축 나사도 제거되었다. Mendel로 제조할 수 있는 크기는 200mm (W) × 200mm (D) × 140mm (H)이다.

4. 소프트웨어

팝테크 2007에서 렙랩 프로젝트에 대해 이야기하는 에이드리언 보이어


렙랩 프로젝트는 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어도 포함하는 복제 시스템이다. 사용자는 컴퓨터 지원 설계(CAD)를 통해 3D 모델링을 하고, 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어와 드라이버를 통해 실제 객체를 제작한다.

초기에는 "RepRap Host"와 "Skeinforge"라는 두 가지 CAM 툴 체인이 개발되었다. 이후 Slic3r, Cura 등 다양한 프로그램이 개발되었으며, Franklin 펌웨어를 통해 밀링, 유체 처리 등 다른 목적으로도 렙랩 프린터를 활용할 수 있게 되었다.

블렌더, OpenSCAD, FreeCAD 등 자유 오픈 소스 3D 모델링 프로그램이 렙랩 커뮤니티에서 주로 사용되지만, STL 파일을 만들 수 있다면 어떤 CAD 프로그램이든 렙랩과 함께 사용할 수 있다.

4. 1. 툴체인

RepRap은 단순한 하드웨어 부품이 아닌 완전한 복제 시스템으로 구상되었다. 이를 위해 이 시스템은 3D 모델링 시스템 형태의 컴퓨터 지원 설계(CAD)와, RepRap 사용자의 설계를 RepRap에 대한 일련의 지침으로 변환하여 물리적 객체를 생성하는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어 및 드라이버를 포함한다.

초기에는 RepRap을 위해 두 개의 CAM 툴 체인이 개발되었다. 첫 번째는 "RepRap Host"라고 불리며, 렙랩의 수석 개발자인 에이드리언 보이어가 자바로 작성했다. 두 번째인 "Skeinforge"는 엔리케 페레즈가 작성했다. 둘 다 3D 컴퓨터 모델을 프린터를 제어하는 기계어인 G-코드로 변환하는 완전한 시스템이다.

이후 Slic3r 및 Cura와 같은 다른 프로그램이 제작되었다. 최근에는 RepRap 프린터를 밀링 및 유체 처리와 같은 다른 목적으로 사용할 수 있도록 Franklin 펌웨어가 제작되었다.

블렌더, OpenSCAD, FreeCAD와 같은 자유 오픈 소스 3D 모델링 프로그램이 RepRap 커뮤니티에서 선호되지만, STL 파일을 생성할 수 있는 한 (Slic3r은 또한 .obj 및 .amf 파일도 지원한다.) 거의 모든 CAD 또는 3D 모델링 프로그램을 RepRap과 함께 사용할 수 있다. 따라서 콘텐츠 제작자는 SolidWorks, 오토데스크 오토캐드, 오토데스크 인벤터, Tinkercad, SketchUp과 같은 상업용 CAD 프로그램과 자유 소프트웨어를 포함하여 익숙한 모든 도구를 사용한다.

4. 2. 3D 모델링 소프트웨어

렙랩은 단순한 하드웨어 부품만이 아닌 완전한 복제 시스템으로 구상되었다. 이를 위해 이 시스템은 3D 모델링 시스템 형태의 컴퓨터 지원 설계(CAD)와 렙랩 사용자의 설계를 물리적 객체로 만드는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어 및 드라이버를 포함한다.

초기에 렙랩을 위해 개발된 두 개의 CAM 툴 체인은 다음과 같다.

  • "RepRap Host": 렙랩의 수석 개발자인 에이드리언 보이어가 자바로 작성했다.
  • "Skeinforge": 엔리케 페레즈가 작성했다.


두 소프트웨어 모두 3D 컴퓨터 모델을 프린터를 제어하는 기계어인 G-코드로 변환하는 완전한 시스템이다.

이후 Slic3r, Cura와 같은 다른 프로그램이 제작되었다. 최근에는 렙랩 프린터를 밀링 및 유체 처리와 같은 다른 목적으로 사용할 수 있도록 Franklin 펌웨어가 제작되었다.

블렌더, OpenSCAD, FreeCAD와 같은 자유 오픈 소스 3D 모델링 프로그램이 렙랩 커뮤니티에서 선호되지만, STL 파일을 생성할 수 있는 한 (Slic3r은 .obj 및 .amf 파일도 지원한다.) 거의 모든 CAD 또는 3D 모델링 프로그램을 렙랩과 함께 사용할 수 있다. 따라서 콘텐츠 제작자는 SolidWorks, 오토데스크 오토캐드, 오토데스크 인벤터, Tinkercad, SketchUp과 같은 상업용 CAD 프로그램과 자유 소프트웨어를 포함하여 익숙한 모든 도구를 사용한다.

5. 복제 재료

렙랩(RepRap)은 다양한 재료를 사용하여 물체를 인쇄할 수 있다. 초창기 렙랩은 주로 열가소성 플라스틱을 사용했지만, 사용자들의 실험과 연구를 통해 세라믹, 금속 등 다양한 재료를 활용하는 방법이 개발되었다. 특히 폐플라스틱을 재활용하여 필라멘트를 만드는 재활용 봇 기술은 환경 보호와 공정 무역 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다.

렙랩 프로젝트는 자체적으로 기계 부품을 생산하는 것을 목표로 하지만, 센서, 스테퍼 모터, 마이크로컨트롤러와 같은 일부 부품은 3D 프린팅 기술로 만들 수 없다. 따라서 완전한 자가 복제를 위해서는 이러한 부품들을 생산할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 특히, 전자 회로 인쇄 기술은 렙랩 프로젝트의 주요 목표 중 하나이며, 존 사그로브의 스프레이 회로 공정 전자 회로 제작 장비(ECME)와 유사하게 전도성 트레이스에서 다양한 기능을 가진 전기 부품을 생산할 수 있도록 연구가 진행되고 있다. 또한, 복제가 불가능한 부품인 선형 운동을 위한 나사산 로드를 대체하기 위해 복제된 사루스 링크를 사용하는 연구도 진행 중이다.

5. 1. 일반적인 재료

델타 스타일 프린터인 RepRap Fisher에서 FFF를 사용하여 로봇 모델(메이크 매거진 로고)이 인쇄되는 타임랩스 비디오


RepRap은 ABS, PLA, 나일론(모든 압출기가 가능한 것은 아닐 수 있음), HDPE, TPE 및 유사한 열가소성 플라스틱으로 물체를 인쇄한다.

RepRap으로 인쇄된 PLA와 ABS의 기계적 특성은 테스트되었으며 전용 프린터로 제작된 부품의 인장 강도와 동일하다.

대부분의 상업용 기계와 달리 RepRap 사용자는 재료와 방법을 실험하고 그 결과를 게시하도록 권장된다. 세라믹과 같은 새로운 재료를 인쇄하는 방법이 이런 방식으로 개발되었다. 또한 샴푸 용기, 우유통과 같은 폐플라스틱을 저렴한 RepRap 필라멘트로 변환하기 위해 여러 재활용 봇이 설계 및 제작되었다. 이러한 분산 재활용 방식이 환경에 더 좋고 "공정 무역 필라멘트"를 만드는 데 유용하다는 증거가 있다.

또한 소비지점에서 3D 인쇄 제품을 생산하는 것이 환경에 더 좋다는 것도 밝혀졌다.

RepRap 프로젝트는 인쇄 공정을 보완하기 위해 PVA을 잠재적으로 적합한 지지 재료로 식별했지만, 주요 인쇄 매체의 얇은 층을 지지대로 압출하여 대량의 오버행을 만들 수 있다 (이것들은 나중에 기계적으로 제거됨).

전자 제품 인쇄는 RepRap 프로젝트의 주요 목표이며, 자체 회로 기판을 인쇄할 수 있도록 하기 위한 것이다. 여러 방법이 제안되었다.

  • 우드 금속 또는 필드 금속: 부품이 형성되는 동안 전기 회로를 통합하기 위한 저융점 금속 합금.
  • 은/탄소 충전 폴리머: 회로 기판 수리에 일반적으로 사용되며 전도성 트레이스에 사용되는 것을 고려하고 있다.
  • 납땜의 직접 압출
  • 전도성 와이어: 인쇄 과정에서 스풀에서 부품에 넣을 수 있다.


MIG 용접기를 프린트 헤드로 사용하면 RepRap 델타봇 스테이지를 사용하여 강철과 같은 금속을 인쇄할 수 있다.

RepRap 개념은 밀링 머신 및 레이저 용접에도 적용될 수 있다.

5. 2. 재료 연구 및 개발

RepRap은 ABS, 폴리락트산(PLA), 나일론(모든 압출기가 가능한 것은 아닐 수 있음), HDPE, TPE 및 유사한 열가소성 플라스틱으로 물체를 인쇄한다.

RepRap으로 인쇄된 PLA와 ABS의 기계적 특성은 테스트되었으며, 전용 프린터로 제작된 부품의 인장 강도와 동일하다.

대부분의 상업용 기계와 달리 RepRap 사용자는 재료와 방법을 실험하고 그 결과를 게시하도록 권장된다. 세라믹과 같은 새로운 재료를 인쇄하는 방법이 이런 방식으로 개발되었다. 또한 샴푸 용기, 우유통과 같은 폐플라스틱을 저렴한 RepRap 필라멘트로 변환하기 위해 여러 재활용 봇이 설계 및 제작되었다. 이러한 분산 재활용 방식이 환경에 더 좋고 "공정 무역 필라멘트"를 만드는 데 유용하다는 증거가 있다. 또한 소비지점에서 3D 인쇄 제품을 생산하는 것이 환경에 더 좋다는 것도 밝혀졌다.

RepRap 프로젝트는 인쇄 공정을 보완하기 위해 폴리비닐 알코올(PVA)을 잠재적으로 적합한 지지 재료로 식별했지만, 주요 인쇄 매체의 얇은 층을 지지대로 압출하여 대량의 오버행을 만들 수 있다 (이것들은 나중에 기계적으로 제거됨).

전자 제품 인쇄는 RepRap 프로젝트의 주요 목표이며, 자체 회로 기판을 인쇄할 수 있도록 하기 위한 것이다. 여러 방법이 제안되었다.

  • 우드 금속 또는 필드 금속: 부품이 형성되는 동안 전기 회로를 통합하기 위한 저융점 금속 합금.
  • 은/탄소 충전 폴리머: 회로 기판 수리에 일반적으로 사용되며 전도성 트레이스에 사용되는 것을 고려하고 있다.
  • 납땜의 직접 압출
  • 전도성 와이어: 인쇄 과정에서 스풀에서 부품에 넣을 수 있다.


MIG 용접기를 프린트 헤드로 사용하면 RepRap 델타봇 스테이지를 사용하여 강철과 같은 금속을 인쇄할 수 있다.

RepRap 개념은 밀링 머신 및 레이저 용접에도 적용될 수 있다.

5. 3. 전자 회로 인쇄

RepRap은 자체 회로 기판을 인쇄할 수 있도록 전자 제품 인쇄를 주요 목표로 삼고 있으며, 다음과 같은 여러 방법이 제안되었다.

  • 우드 금속 또는 필드 금속: 부품이 형성되는 동안 전기 회로를 통합하기 위한 저융점 금속 합금.
  • 은/탄소 충전 폴리머: 회로 기판 수리에 일반적으로 사용되며 전도성 트레이스에 사용되는 것을 고려하고 있다.
  • 납땜의 직접 압출
  • 전도성 와이어: 인쇄 과정에서 스풀에서 부품에 넣을 수 있다.


MIG 용접기를 프린트 헤드로 사용하면 RepRap 델타봇 스테이지를 사용하여 강철과 같은 금속을 인쇄할 수 있다.

6. 프로젝트 구성원

렙랩 프로젝트는 여러 사람들과 기관의 도움으로 구성되었다.

프로젝트 구성원은 핵심 팀과 후원자로 나뉜다. 핵심 팀은 프로젝트를 주도적으로 이끌어가는 사람들로, 배스 대학교의 연구원들과 프로젝트 구텐베르크 창시자 등이 참여했다. 후원자들은 프로젝트를 재정적, 기술적으로 지원하는 사람들 및 기관이다.

핵심 팀과 후원자에 대한 자세한 내용은 하위 문단을 참고하면 된다.

6. 1. 핵심 팀

이름역할 및 소속
Adrian Bowyer|에이드리언 보이어영어배스 대학교 기계 공학과 前 선임 강사
Ed Sells|에드 셀스영어배스 대학교 박사 ("3D 프린팅: 자기 복제 급속 조형 기계로의 발전")
Vik Olliver|빅 올리버영어최초의 RepRap 자원 봉사자, PLA를 인쇄 재료로 사용할 것을 처음 제안
마이클 S. 하트 (2011년 사망)프로젝트 구텐베르크 창시자, 일리노이[42]
Sebastien Bailard|세바스찬 베일라드영어온타리오
포레스트 힉스(Forrest Higgs) 박사Brosis Innovations, Inc., 캘리포니아
Rhys Jones|리스 존스영어배스 대학교 기계 공학과 대학원생
James Low|제임스 로우영어배스 대학교 기계 공학과 학부생
Simon McAuliffe|사이먼 맥오리프영어뉴질랜드
Zach Smith|자크 스미스영어미국
Erik de Bruijn|에릭 드 브루인영어네덜란드
요제프 프루샤체코, Prusa i3 개발 및 판매


6. 2. 후원자

렙랩 프로젝트의 "핵심 팀"은 다음과 같다.

  • 에이드리언 보이어(Adrian Bowyer): 배스 대학교 기계 공학과 前 선임 강사
  • 에드 셀스(Ed Sells): 배스 대학교 박사, "3D 프린팅: 자기 복제 급속 조형 기계로의 발전"
  • 빅 올리버(Vik Olliver): 최초의 RepRap 자원 봉사자, PLA를 인쇄 재료로 사용할 것을 처음 제안
  • 마이클 S. 하트(2011년 사망): 프로젝트 구텐베르크 창시자, 일리노이

7. 목표

렙랩 프로젝트는 최소한의 자본 투자로 지구상의 모든 개인이 일상생활에서 사용되는 많은 물건을 제조할 수 있는 데스크톱 제조 시스템을 갖도록 하는 것을 목표로 한다. 이론적인 관점에서 이 프로젝트는 "급속 조형 및 직접 인쇄 기술이 폰 노이만 보편적 구성자를 만드는 데 사용될 수 있을 만큼 충분히 다재다능하다"는 가설을 증명하는 것을 목표로 한다. 렙랩은 진정한 자기 증식 기계의 개발과 인간과의 공존 또한 목표로 하고 있다.[45]

RepRap이 물체를 인쇄하는 비디오
RepRap이 물체를 인쇄하는 비디오

8. 교육적 응용

렙랩 기술은 일부 학자들에 따르면 교육적 응용 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다고 평가받는다. 렙랩은 이미 교육용 모바일 로봇 플랫폼에 사용되었다. 일부 저자들은 렙랩이 STEM 교육에 전례 없는 "혁명"을 제공한다고 주장한다. 이러한 주장은 학생들이 급속 조형을 저렴하게 이용할 수 있고, 오픈 하드웨어 설계를 통해 제작된 저렴하고 고품질의 과학 장비, 즉 오픈 소스 랩을 구성할 수 있다는 사실에 근거한다.[3][4]

참조

[1] 웹사이트 RepRapGPLLicence - RepRap http://reprap.org/wi[...]
[2] 논문 3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development
[3] 논문 Building Research Equipment with Free, Open-Source Hardware
[4] 서적 Open-Source Lab: How to Build Your Own Hardware and Reduce Research Costs Elsevier
[5] 논문 Reprap-- the replicating rapid prototyper
[6] 논문 Reprap: the replicating rapid prototyper: maximizing customizability by breeding the means of production
[7] 논문 Life-cycle economic analysis of distributed manufacturing with open-source 3-D printers https://hal.archives[...]
[8] 웹사이트 Mechanical Generation § http://www.seedmagaz[...] Seedmagazine 2008-09-23
[9] 간행물 Tomorrow is RepRap Day. On that day in 2008 a 3D printer first achieved self-replication. I may have assisted it slightly.
[10] 웹사이트 Gada Prizes http://humanityplus.[...] humanity+ 2011-04-25
[11] 웹사이트 Ingeniøren http://ing.dk/tema/3[...] Ingeniøren media 2012-09-26
[12] 웹사이트 RepRap Professional Ltd. is now closed. http://www.reprappro[...] 2016-01-06
[13] 웹사이트 RepRap Family Tree http://reprap.org/wi[...]
[14] 논문 The Cambrian Explosion of Popular 3D Printing
[15] 웹사이트 Skeinforge https://web.archive.[...]
[16] 논문 Free and Open-source Control Software for 3-D Motion and Processing
[17] 논문 Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic environmental conditions https://digitalcommo[...]
[18] 논문 Distributed Recycling of Waste Polymer into RepRap Feedstock https://www.academia[...]
[19] 논문 Distributed Recycling of Post-Consumer Plastic Waste in Rural Areas https://www.academia[...]
[20] 웹사이트 The importance of the Lyman Extruder, Filamaker, Recyclebot and Filabot to 3D printing http://voxelfab.com/[...] VoxelFab 2013
[21] 논문 Distributed Recycling of Post-Consumer Plastic Waste in Rural Areas https://www.academia[...]
[22] 논문 Evaluation of Potential Fair Trade Standards for an Ethical 3-D Printing Filament
[23] 논문 Environmental Life Cycle Analysis of Distributed Three-Dimensional Printing and Conventional Manufacturing of Polymer Products
[24] 논문 A Simple, Low-Cost Conductive Composite Material for 3D Printing of Electronic Sensors http://www.plosone.o[...]
[25] 웹사이트 RepRap blog 2009 http://blog.reprap.o[...] 2014-02-26
[26] 뉴스 An Inexpensive Way to Print Out Metal Parts https://www.nytimes.[...] The New York Times
[27] 논문 A Low-Cost Open-Source Metal 3-D Printer
[28] 논문 Commons-based peer production and digital fabrication: The case of a RepRap-based, Lego-built 3D printing-milling machine
[29] 논문 Open Source Laser Polymer Welding System: Design and Characterization of Linear Low-Density Polyethylene Multilayer Welds
[30] 뉴스 I, replicator 2010-05-29
[31] 웹사이트 "The Core Team - who we are" http://reprap.org/wi[...] reprap.org/wiki
[32] 웹사이트 Interview: Ed Sells, RepRap 'opened up a multi-billion dollar industry now known as 3D printing' https://3dprintingin[...] 2018-05-31
[33] 웹사이트 Interview: Vik Olliver, the first RepRap volunteer – 'We didn't just build a 3D printer' https://3dprintingin[...] 2018-05-29
[34] 웹사이트 RepRap—the Replication Rapid Prototyper Project, IdMRC http://www.bath.ac.u[...] 2007-02-19
[35] 논문 Open-source 3-D printing technologies for education: Bringing additive manufacturing to the classroom https://digitalcommo[...]
[36] 간행물 3D printing technology in education environment "In 34th International Conference on Production Engineering" 2011-09
[37] 간행물 An educational venture into 3D Printing In Integrated STEM Education Conference (ISEC), 2014 IEEE 2014-03
[38] 간행물 A new open source 3d-printable mobile robotic platform for education "In Advances in autonomous mini robots" 2012
[39] 논문 The RepRap 3-D Printer Revolution in STEM Education https://www.academia[...] 121st ASEE Annual Conference and Exposition, Indianapolis, IN 2014
[40] 논문 3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development http://www.ccsenet.o[...] "Journal of Sustainable Development" 2010
[41] 논문 Building Research Equipment with Free, Open-Source Hardware. http://www.sciencema[...] Science 2012
[42] 웹사이트 The Core Team - who we are http://reprap.org/wi[...]
[43] 웹사이트 Acknowledgements http://reprap.org/wi[...]
[44] 웹사이트 3Dプリンタに特化したオープンソースコミュニティ「RepRap」 https://fabcross.jp/[...] 2018-10-29
[45] 웹사이트 RepRap—the Replication Rapid Prototyper Project, IdMRC http://www.bath.ac.u[...] 2007-02-19
[46] 웹사이트 렙랩 공식 웹사이트 한국어 번역판 http://reprap.org/wi[...]
[47] 웹인용 http://reprap.org/wiki/RepRapGPLLicence http://reprap.org/wi[...] 2015-11-24


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