Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Origines de MakerBot: la révolution sera giclé

[Note de la rédaction: Ceci est une réimpression de notre histoire originale de Becky Stern dans Make: Volume 21, qui couvre la fondation de MakerBot Industries, qui a annoncé mercredi avoir été achetée par Stratasys, acteur mondial de l’impression 3D industrielle.]

Three Cupcakes: Mayer, Smith et Pettis avec leurs imprimantes 3D open source.

«C'est le Far West de l'impression 3D», explique Bre Pettis alors que nous nous trouvons à l'intérieur de la «Bot Cave». Cet entrepôt situé dans le centre-ville de Brooklyn, dans l'État de New York, héberge MakerBot Industries, une start-up de matériel informatique à code source ouvert faire du rêve de la fabrication de bureau une réalité pour chaque personne sur la planète. Plus d'espace de hackers que de super-héros, la grotte Bot et ses étagères regorgent d'électronique, de matériaux d'emballage et de machines prototypes. Quelque chose dans cet endroit a ce sentiment de cachette secrète, même si le véhicule de super-héros high-tech dans le garage est une seule vitesse avec un guidon de chute.

La jeune entreprise est spécialisée dans la fabrication d’imprimantes 3D basées sur des kits. Également appelée «prototypage rapide» ou «fabrication», l'impression 3D est un terme fourre-tout pour décrire un groupe de technologies utilisées pour convertir des plans 3D virtuels en objets réels. Contrairement aux fraiseuses contrôlées par ordinateur, qui commencent par un bloc de matériau et le réduisent en une forme définitive, l’impression 3D implique la constitution de couches de matériau.

Ce procédé additif est généralement réalisé de l'une des deux manières suivantes: lit de poudre ou extrusion. Dans le procédé à lit de poudre, une tête d’outil dépose un liant de manière sélective sur un lit de matériau de construction en poudre, puis abaisse le lit et balaye une autre couche de poudre en vrac. Ce processus se répète jusqu'à ce que l'objet soit terminé. Il est alors possible de le retirer de la cuve de poudre libre et de le dépoussiérer. Dans la méthode d'extrusion, la tête d'outil dépose un mince filament de matériau ramolli par la chaleur (généralement du plastique ABS) en couches qui durcissent lorsqu'elles refroidissent pour former un objet fini.

Échantillons de la production de CupCake, disponibles en crème et en noir.

Zach «Hoeken» Smith, Adam Mayer et Bre Pettis ont fondé MakerBot Industries il y a moins d'un an. Les trois hommes, qui se sont rencontrés via le NYC Resistor de Brooklyn, ont été actifs au sein de la communauté du bricolage au cours des cinq dernières années (Pettis a produit des vidéos pour MAKE ces dernières années). Le premier prototype du CupCake CNC, la machine d’impression 3D phare de MakerBot, a été achevé juste à temps pour se rendre à la conférence SXSW sur la musique, les films et les technologies d’Austin en mars 2009.

Pettis a passé la fin de semaine à imprimer des verres à liqueur en plastique et, grâce à une presse enthousiaste et au grand enthousiasme de la communauté du bricolage en ligne, les trois sociétés avaient expédié le premier lot de 20 machines aux mains des premiers utilisateurs.

Hoeken, Mayer et Pettis ont quitté leur emploi et ont économisé pendant les dix premiers mois de l'opération. Les amis Adrian Bowyer (de la RepRap Research Foundation) et Jakob Lodwick (fondateur de Vimeo) ont fourni un capital de départ. Depuis, l’entreprise a connu une croissance constante. À la fin de l’année, la taille des lots était passée de 20 à 150 machines, un lot étant expédié environ tous les mois. La trousse de base se vend 750 $.

La technologie à l’origine de la commande numérique Cup est similaire à celle de RepRap, la première imprimante 3D open source conçue spécifiquement pour pouvoir reproduire ses propres composants. Le CupCake utilise la carte mère RepRap, conçue par Smith, 26 ans. Il utilise sa propre plate-forme de microcontrôleurs Sanguino, elle-même un dérivé compatible d’Arduino.

Lors de la phase de conception de la machine, Smith, Mayer, 35 ans et Pettis, 37 ans, ont créé des prototypes pour le découpeur au laser CupCake sur NYC Resistor. Ils travaillaient 24 heures sur 24, se mettant d'accord sur un dessin avant la fin de leur deuxième cas de nouilles au ramen.

Contrairement à RepRap, dont la tête d’outil se déplace en déposant du plastique sur une plate-forme fixe, l’extrudeuse CupCake ne fait que monter et descendre. La plate-forme de construction carrée de 10 cm se déplace latéralement pour étendre le filament de plastique finement extrudé le long de la forme de la couche en cours d'impression.

Avoir une tête d’outil fixe minimise les exigences de puissance et de taille, ce qui rend la CNC CupCake considérablement plus légère que la RepRap. Et il est plus petit que les prototypes rapides de type "mainframe" - si portable que les gens l’apportent en soirée. Le CupCake murmure et ronronne pendant l’impression. Regarder la machine - éclairée à l'intérieur par des DEL pour un effet spectaculaire - revient à s'asseoir autour d'un feu de camp.

MakerBot est livré avec un kit comprenant des moteurs, des poulies, des cartes de circuits imprimés et du contreplaqué découpé au laser, ce qui signifie que vous la construisez vous-même. Ils acceptent les précommandes et expédient les machines par lots. En tant que propriétaires de lots antérieurs construisant et utilisant leurs machines, ils font des suggestions et des améliorations à la conception de la machine. Ces améliorations sont implémentées dans les futurs lots et sont mises à la disposition des utilisateurs actuels sous forme de mise à niveau.

Alors que les premiers lots nécessitaient la tâche laborieusement fastidieuse de souder de nombreux circuits intégrés à la surface de la carte mère, le dernier CupCakes est livré avec des composants électroniques entièrement assemblés, ce qui facilite grandement le processus d'assemblage. La machine vient comme un meuble Ikea; il est assemblé avec à peine plus qu’une clé Allen.

Le CupCake CNC est le premier du genre dans son domaine. Pettis le compare en toute confiance aux premiers ordinateurs personnels comme Altair et Apple I, citant le matériel de piratage personnel et la base d'utilisateurs avisés de bricoleurs enthousiastes. Là où avoir déjà fabriqué quelque chose nécessitait l'utilisation de grosses machines de type mainframe hébergées dans des installations de recherche à accès restreint, la construction d'un CNC CupCake déplaçait le mainframe sur votre bureau.

Les types d’éléments que CupCake CNC peut fabriquer sont similaires à ceux d’une imprimante 3D traditionnelle, mais le paradigme est complètement différent. Le niveau d’engagement de l’utilisateur vis-à-vis des rouages ​​de la technologie est beaucoup plus profond et son coût beaucoup plus bas.

Les opérateurs MakerBot communiquent via des groupes sur Google et Flickr, et s’appuient mutuellement pour résoudre les problèmes et assurer le bon fonctionnement de leurs machines. Ce réseau de support distribué implique moins de support client pour les trois fondateurs, bien qu'ils admettent avoir répondu à de nombreuses heures d'emails de support chaque jour.

Un projet parallèle, Thingiverse, aide la communauté MakerBot à prospérer. Lancé par Smith et Pettis à l'été 2008 en tant que site Web pour le partage de fichiers source de découpeuse au laser, Thingiverse s'est facilement développé pour le partage de fichiers 3D. La conception du site encourage le même processus itératif que celui utilisé pour concevoir CupCake.

Thingiverse permet aux utilisateurs de créer une page pour une "chose", qui contient des plans de découpe ou d'impression lisibles par machine, des images ou des rendus de la chose, ainsi que des instructions pour créer le vôtre. Les utilisateurs peuvent ensuite publier leurs propres versions de la chose, ou même apporter des améliorations et publier une chose dérivée, qui est liée à l'original.

Les utilisateurs du monde entier peuvent partager des modèles pour l’impression. Par exemple, l’utilisateur Zaggo d’Offenberg, en Allemagne, a posté un modèle de sifflet et une demi-heure plus tard, à New York, un objet fraîchement imprimé était entre leurs mains, à proximité du Bot. Des discussions s'ensuivent sur la page de chaque objet concernant la technique d'assemblage ou les révisions futures. Puisque les problèmes sont résolus collectivement et publiquement, la communauté en bénéficie.

Différentes versions du kit CNC CupCake sont disponibles pour répondre aux besoins des utilisateurs disposant déjà de certains composants. Si vous avez déjà accès à une machine de découpe laser ou à une tête d’outil CNC, vous pouvez choisir un kit livré sans pièces de carrosserie découpées au laser ou acheter uniquement l’extrudeuse. La modularité de la machine et ses plans ouverts la rendent attrayante pour les bricoleurs qui sont neutralisés par les technologies de "boîte noire" hostiles aux hackers.

La modélisation open source pour l'impression 3D est également en cours de développement. Dans les milieux de piratage informatique, les plates-formes de modélisation 3D standard (sources fermées, coûteuses), telles que Maya et SolidWorks, cèdent peu à peu au profit de packages libres et ouverts, tels que Art of Illusion et Blender.

Quelle que soit la manière dont ils construisent leurs modèles, toutefois, la plupart des utilisateurs de CupCake utilisent Skeinforge (un script Python encombrant mais gratuit) pour découper l'objet virtuel en un ensemble d'instructions par couches pour l'extrudeuse de plastique et la plate-forme mobile. Encore un autre package open source, ReplicatorG, est utilisé pour envoyer ces instructions de parcours à la machine pour impression.

Il est possible de contourner complètement les gros logiciels de modélisation 3D en scriptant des objets entièrement à l'aide de règles mathématiques. Ces objets scriptés ou «paramétrés» peuvent être réalisés de deux manières: un script génère un fichier STL (format de transmission de données standard de facto) à découper de la même manière qu’un modèle standard ou génère le code G à contrôler. la tête d'outil.

La liste des améliorations prévues pour le CNC CupCake est longue et passionnante. Ce que vous pouvez actuellement imprimer est limité en raison d’un manque de matériel d’appui imprimable. Les imprimantes commerciales à base d’extrusion possèdent deux extrudeuses: une pour le plastique principal et une autre pour le matériau de support, qui est déposé si nécessaire pour donner à l’extrudeuse principale un endroit pour mettre du plastique pouvant recouvrir une couche précédente. La mise en place de matériel d’appui est une priorité majeure pour MakerBot, mais c’est aussi un gros défi.

Ce mois-ci, alors qu'ils se préparaient pour le Consumer Electronics Show, ils espéraient dévoiler des améliorations en matière d'électronique, telles qu'une nouvelle carte mère basée sur Arduino Mega, un support USB intégré et de nouveaux moteurs micropas permettant un contrôle du mouvement plus fin.

D'autres membres de la communauté des fabricants s'impliquent également. Charles Pax, un autre membre du NYC Resistor, travaille sur des idées pour un tapis roulant qui puisse transporter les objets finis hors de la zone de construction de CupCake afin d’aider à automatiser le processus d’impression.

"Je veux une usine de bureau", dit-il, "mais je ne veux pas être un ouvrier d'usine".

Mais les objectifs de MakerBot ne s’arrêtent pas au CupCake. Des plans sont déjà en cours pour un scanner 3D de bureau, qui serait associé à l’imprimante CNC CupCake pour créer le combo laveuse / sécheuse de fabrication à faire soi-même.

Ils travaillent également à pouvoir imprimer en PLA, un plastique biodégradable à base de maïs. La pièce de résistance, cependant, est une extrudeuse qui utilise du glaçage à gâteau au lieu de plastique. Le prototype Frostruder en est actuellement à sa deuxième révision. les jours du glaçage au cupcake CNC sont à venir.

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