好消息，还是坏消息？LPBF金属3D打印机开源了

这是否会引发一波金属3D打印机制造热潮？连锁反应后，设备价格得降了。

过去，我们已经见证了开源技术对3D打印行业带来的深远影响，尤其是消费级3D打印领域因此获得了蓬勃发展。然而，在工业领域，特别是关键的激光粉末床熔合（LPBF）技术方面，之前一直缺乏公开的开源解决方案，直到ReAM250的出现打破了这一局面。

近日，慕尼黑工业大学（TUM）机床与工业管理研究所的研究人员开发出了一款新型开源金属3D打印机——ReAM250。TUM团队在《Procedia CIRP》期刊上发布了关于这款机器的相关研究。该项目旨在显著降低研发成本，同时简化金属增材制造过程中监控与控制系统的实现。
这也意味着，只要你愿意，就可以构建一台属于自己的金属3D打印机。
据了解，用于构建和操作3D打印机的软件、CAD文件、电路图、IO列表及其他文档均可在ReAM250的GitHub页面上免费获取。所有资源都已获得宽松的BSD许可，因此鼓励大家进行再利用，甚至用于专有商业开发。

但话说回来，制造一台合格的LPBF金属3D打印机并不容易。技术复杂、安全性高、知识门槛高，远非DIY 一台FDM打印机可比。此外，高昂的成本也是关键问题，即使开源，激光器、扫描系统和金属粉末的价格仍然不菲，因此它更适合企业或机构，而非个人爱好者。

▍如何构建自己的LPBF 3D打印机

TUM团队指出，工业LPBF 3D打印机的普及受到零件可重复性挑战和昂贵的质量保证成本的制约。因此，研究者必须对3D打印过程的监控和控制进行深入研究，才能克服这些挑战。

然而，商用LPBF 3D打印机和相关软件的成本过高，许多机构只能选择自行构建系统。新入行的研究人员常因这一过程的复杂性和高成本而望而却步，而缺乏标准化也阻碍了成果的转移性。

为了解决这些问题，TUM着手为LPBF 3D打印研究创建一个易于适应且便于自制的开源平台。报道称，ReAM250打印机具备高度模块化设计，且容易集成和适应不同的过程监控系统。

这款3D打印机提供了250×250×250mm的构建体积。此外，保护气体流动系统和真空泵可帮助用户创建定制化的工艺环境。非接触式粉末重涂器可避免与3D打印机部件碰撞，同时可以集成传感器，进行轴内和轴外工艺监控。ReAM250采用开源、开放架构，允许集成来自不同制造商的硬件，从而降低研发要求和成本。
▍软硬件商Autodesk和RAYLASE入局
寻找关键的软硬件合作伙伴对于金属3D打印机的开发至关重要。优秀的硬件伙伴提供高质量的激光器、扫描控制系统和精密机械部件，而强大的软件伙伴则优化控制算法、监控系统和切片工具。对此，TUM表示，Autodesk和RAYLASE已加入计划，提供开源软件和激光控制硬件，支持金属LPBF系统开发。

ReAM250的关键组件

ReAM250采用了nLight的AFX-1000激光器，具有激光光束整形功能。这款可编程高功率光纤激光器可以在七种单模高斯和多模环形激光光束几何形状之间进行切换。这些新型环形轮廓有助于提高熔池稳定性，减少烟尘和飞溅，从而提升材料质量和生产效率。

RAYLASE通过开源项目提供其P-ICE 3扫描控制卡和AM-MODULE-III光束偏转装置，它们被集成到ReAM250系统中，以优化激光控制并解决光束偏转同步问题。在541毫米的工作距离下，使用RAYLASE扫描系统，ReAM250可以实现单模下约130微米的光斑直径，使用环形轮廓时则可达到240微米。

Autodesk的开源软件

在软件方面，ReAM250由Autodesk的Machine Control Framework（AMCF）控制。这款开源软件可以从ReAM250的GitHub页面免费下载，允许用户集成第三方硬件，支持3D打印机的开放架构兼容性。

AMCF通过较小的控制系统来控制3D打印过程，并与硬件进行通信。这些较小的系统管理特定的硬件组件，包括可编程逻辑控制器（PLC）、扫描控制卡和传感器。还提供基于B&R工业自动化Automation Studio的专用PLC软件，用于连接和操作3D打印机内的所有执行器和传感器。
Autodesk专有的数据准备、刀具路径和CAM平台与ReAM250兼容。该公司的产品涵盖了CAD设计、参数化支撑结构生成、切片、刀具路径处理、预测性金属工艺模拟和功率优化等功能。
过去，我们见证了FDM、SLA、SLS等开源3D打印技术带来的变革，不仅降低了设备成本，还推动了这些技术的大规模应用。如今，随着LPBF金属3D打印机开源方案的推出，进入门槛进一步降低，相信将有更多企业参与这一技术的开发。

而过不了多久，我们也将看到这类设备的“大降价”。这对行业来说可能既有利也有弊，但对买家而言，无疑是个好消息。