RepRap jest projektem typu open source na licencji GNU GPL, który pierwotnie był inicjatywą akademicką mającą na celu zbudowanie maszyny do drukowania obiektów trójwymiarowych niewielkim kosztem finansowym. Drukarka RepRap wykorzystuje w swojej zasadzie działania metodę FFF, która polega na podgrzewaniu filamentu (materiału surowcowego) i nakładaniu na stół roboczy metodą warstwa po warstwie. Za pomocą drukarki RepRap możemy wydrukować obiekty o rozmaitych kształtach, w tym również elementy, za pomocą których możemy zbudować bliźniaczy egzemplarz drukarki. Projekt RepRap ma zasięg ogólnoświatowy i każdy może przyczynić się do rozwijania konstrukcji oraz tej drukarki, a także oprogramowania do tworzenia druku 3D.
Zasada działania drukarki RepRap 3D
Sercem drukarki RepRap jest ekstruder, którego zadaniem jest przesuwanie filamentu ze szpuli zasobnikowej do strefy podgrzewania. Starsze konstrukcje RepRap, bazowały na klasycznych silnikach prądu stałego, które napędzały śrubę dociskową, która wywierała nacisk na filament, przesuwając element grzejny do dyszy, przez którą roztopiony filament był podawany na stół roboczy. Takie rozwiązanie cechowało się jednak gorszą precyzją działania, nawet mimo zastosowania sprzężenia zwrotnego. Dlatego konstruktorzy zastąpili zwykłe silniki prądu stałego silnikami krokowymi, napędzającymi wałki wielorowkowe z łożyskami kulkowymi do zaciskania filamentu. Dzięki temu mechanizm ekstrudera zyskał na prezycji funkcjonowania, a drukowane obiekty znacznie zyskały na wierności odwzorowania. Zespół silników krokowych z przekładniami i paskami napędowymi steruje kierunkiem prowadzenia filamentu w osiach X i Y, a w osi Z, proces ten jest regulowany za pomocą specjalnej śruby. Większość drukarek 3D projektu RepRap wykorzystuje w osprzęcie elektronicznym płytkę Arduino z dodatkową nakładką sterującą pracą silników krokowych oraz elementów grzejnych.
Ekologiczne i wytrzymałe filamenty
Tak samo jak zwykła drukarka laserowa lub atramentowa w celu wydrukowania pliku tekstowego lub graficznego potrzebuje papieru i toneru czy atramentu, tak drukarka 3D w celu wydrukowania obiektu trójwymiarowego, potrzebuje filamentu. Drukarka RepRap jest przystosowana do drukowania obiektów z takich materiałów jak tworzywa sztuczne ABS, HDPE, TPE, tworzywa termoplastyczne, a także poliaktyd (PLA), który jest pozyskiwanym z kukurydzy tworzywem biodegradowalnym i przyjaznym dla środowiska. Zarówno ABS, jak i PLA, odznaczają się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi – wykazują wysoką sztywność, odporność na ścieranie, a także hydrofobowość. W odróżnieniu od większości rozwiązań stosowanych w drukarkach 3D o przeznaczeniu komercyjnym producent drukarki RepRap z racji faktu, że jest to projekt typu open source, zachęca użytkowników do eksperymentowania z nowymi, wcześniej nietestowanymi materiałami w roli filamentu oraz publikowaniu wyników testów w sieci. Tym sposobem opatentowano m.in. drukowanie obiektów wykonanych z ceramiki. Ponadto studenci Uniwersytetu Wiktorii w Wellingtonie, skonstruowali kilka robotów RecycleBot, za pomocą których drogą recyklingu można przekształcać odpady z tworzyw sztucznych (np. po produktach spożywczych i chemii gospodarstwa domowego) w niedrogi filament do drukarki RepRap, co bardzo korzystnie wpływa na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska oraz ogranicza problemy związane z utylizacją odpadów.
RepRap – konstrukcja drukarki
Elementy niezbędne do budowy drukarki RepRap możemy wyprodukować także za pomocą profesjonalnych drukarek do użytku komercyjnego (np. MakerBot). Również za pomocą drukarki RepRap możemy wydrukować elementy do budowy identycznego egzemplarza RepRap. Wiele drukarek 3D, bazuje technicznie na konstrukcji drukarki RepRap i w społeczności użytkowników noszą one nazwę “RepStrap”. Choć głównym celem projektu RepRap jest tworzenie i modyfikowanie drukarek 3D, za pomocą której można zbudować kolejną taką maszynę, to osprzęt drukarki, w skład którego wchodzą m.in. silniki krokowe, przekładnie, czujniki, mikrokontrolery i inne ważne elementy elektroniczne i mechaniczne jest jak na razie niemożliwe i należy nabyć je oddzielnie.