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开源硬件如何让昂贵的3D打印机器变得低廉?

作者: 发布于:2014/3/8 8:57:18>

最近的3D打印颠覆了传统打印的方式,目前该产业已被预料在接下来的4年里会创造31亿美元的市场价值,但很多人不了解是什么驱使3D打印迅速变得普及、是什么使昂贵的3D打印系统(机器)价格变得低廉?其实关键只有一个————它背后的开源硬件Arduino

从Web到大数据,开源软件一直在扮演颠覆性技术的角色,现在开源硬件也来了。

1. 什么是开源硬件?

开源硬件作为一个附件或设备,允许任何人按照自己的意愿检查、复制和修改硬件,不过因为其开放性影响了其知识产权,你可以自己下载规格说明书后组装一台、或者从制造商那里购买并支付一小部分的组装费。简单来说,在满足基本需求的前提下,它代替了原本昂贵的3D打印机器。

根据来自Terry Wohlers的产业分析,3D打印(三维制造)截止到2016年会创造31亿美元的产业价值,截止到2020年会创造52亿美元的产业价值,而让这场产业革命成功的却只是一个小型的、意大利制造的开源微控制器:Arduino。

2. 什么是Arduino

历史:Arduino由5个国际工程师研发,他们分别是Massimo Banzi、Gianluca Martino(意大利); David Cuartielles(西班牙); David Mellis、Tom Igoe(美国)。Arduino 刚开始是为了促进了意大利艾维里互动设计学院的发展,旨在帮助学生们实现把输入的数据原型输出。(可以理解为现在的3D打印原理: 将一项设计物品转化为3D数据,然后根据这些数据进行逐层打印。 一片一片地打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。)

原理:Arduino是一个开放的硬件平台,包括一个简单易用的I/O电路板,以及一个基于Eclipse的软件开发环境。Arduino可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品,或者也可以开发出与PC相连的周边装置,同时能在运作时与PC上的软件进行沟通(如Flash,Max/Msp,Director,Processing等)。

优点:
1. 低成本:          可以从头开始构建便宜的 Arduino 板,并且预组装的组件十分便宜。Arduino Diecimila 花费大约 35 美元。
2. 跨平台软件: 获得适用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 软件。
3. 简单的语言: Arduino 开发人员尝试使语言可以被初学者轻松掌握,但是对于高级用户足够灵活。
4. 开放源码:     Arduino 从上到下完全是开源的。如果需要构建或修改软件,您可以随意执行。

(该主板最新版本的电路原理图:

因为当初这个团队开发Arduino的时候,没有5年的时间去学习电子工程、而是一个月,所以这注定Arduino只能是尽可能简单、尽可能开源的东西构成。所以Arduino的硬件是完全开源的,它的设计文件和规格说明书、控制软件、文档(基于创意公用)也是开源的。Arduino唯一付费的地方是上商标名称,这当然是必须的。

因为Arduino的开源性质,微控制器模版可以在许多硬件设备中被发现:3D打印机、玩具、 利用Arduino做商业和DIY开发的项目设备。

3. 开源硬件怎样推动3D打印快速扩张?

因为Arduino让生产3D产品又快又便宜,所以整个制造过程被大大简化透明了。对整个3D打印产业来说,因为有了Arduino和其他尾随的开源技术,3D打印变的更普遍、经济规模要求更低、 重组成本接近为零。这完全符合经济学家称之为“产业革命”的东西:设备或器械可以在小空间、低开销、低劳力要求的前提下批量生产。