ICD 研究團隊使用家用雙噴頭3d印表機，搭配複合材料應用，師法自然（EX:松果）因應環境濕度改變而適應，做出可以受濕度控制的可彎曲單元
 |
| 因為相對溼度降低而彎曲之可列印複合材料 |
註：R.H.% = 相對溼度
「相對溼度」（RH）是絕對溼度與最高溼度之間的比，它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高。相對溼度為100%的空氣是飽和的空氣。相對溼度是50%的空氣含有達到同溫度的空氣的飽和點的一半的水蒸氣。相對溼度超過100%的空氣中的水蒸氣一般凝結出來。隨著溫度的增高，空氣中可以含的水就增多。也就是說，在同樣多的水蒸氣的情況下，溫度降低，相對溼度就會升高；溫度升高，相對溼度就會降低。因此在提供相對溼度的同時也必須提供溫度的數據。透過最高溼度和溫度也可以計算出露點。
以下是計算相對溼度的公式：
［前文題要］
這篇文章主要是紀錄 MakerBot 一代的 Replicator 雙噴頭機型
可否以最簡單的方式，改裝成可以列印 PLA 材質，有風扇側吹的 R2 機型
不管成敗，相信都有一些意義在。希望可以對有相關興趣的網友有所幫助
［本文開始］
首先，這個改裝的版本是針對筆者使用的機型（MakerBot Replicator 一代 Dual 的相容機型）特別量身訂做。由於牽扯到機器原始設計，韌體控制噴頭行徑，以及材料存在的誤差與形變等等因素，先小人後君子之不保證在任何狀態下都能使用，請各位自行斟酌後果自負。
首先要了解的第一件事，這個改裝的實際效益是甚麼。
請參考以下兩篇文章：
（1）保持列印物冷卻的實驗 MAY 8, 2013
（2）ABS 列印與側吹風扇之影響 MAY 22, 2013
如果對於 ABS 的列印品質有所不滿，可以透過這款升級，得到些微的提升。但是強烈建議，這些操作的環境是建構在密閉機箱的前提下。機箱如果沒有保持密閉的狀態運作，這樣的改裝只是杯水車薪。
［物件準備］
其次是準備改裝所需的物件，一共包含一個鼓風機，一個6P的切換器，以及三組要預先列印的構件。
(A) 24V 5015B 0.1A 鼓風機
24V 5015B 0.13A DC blower fan
改裝 R2 所使用的風扇部分，我是購買相似規格（淘寶連結）
代表的是 24V 尺寸 50 x 50 x 15mm B是滾珠軸承
原因無它，由於這個額外的風扇是吃 DUAL / R2X 右噴頭的風扇電力
所以風扇應該是沿用原本右噴頭風扇的規格
滾珠軸承的好處是，壽命長，較油封軸承耐髒耐灰塵（推薦！）
 |
| （單價18 RMB）寄出約兩天可收件 順豐到付運費（兩個）是168元 |
(B) 6P三切開關
顧名思義，這個元件具有六個 PIN 腳（兩兩一對共有三組），按鈕為兩段式
中間的部分是輸入端的線路，主要是接從主機板供應的風扇電力（一紅一黑）
另外兩側代表兩個輸出的線路，透過按鈕的切換選擇輸出到右噴頭風扇，或是左側側吹風扇
 |
| 這個電子零件是在光華商場的電子地下街［源達］所購買 單價一個 10 元，需要基礎焊接的技巧 |
(C) 3D Printed 物件_A
http://www.thingiverse.com/thing:105620
基於 Replicator 2 build plate fan mount 設計做修改
改變之處：
(1) 厚度由 12 mm 修改為 5 mm
(2) 固定方式改為 M3 平頭螺絲（皿頭螺絲／Flat Head Screw）x 2
 |
| M3 FLAT HEAD SCREW 24mm 皿頭螺絲，單價20元 M3 10mm 螺絲，單價10元 |
(D) 3D Printed 物件_B
http://www.thingiverse.com/thing:105623
基於 Replicator 2 Fan Duct replacement 設計做修改
改變之處：
(1) 風扇接口的尺寸進行微調（避免組裝失當而產生碎裂）
(2) 修正螺絲鎖孔位置，以免組裝歪斜（列印過程中撞到物件）
(3) 固定方式採用圓孔，非原本的吊掛式（避免列印過程中掉落）
(E) 3D Printed 物件_C
http://www.thingiverse.com/thing:105619
基於 Replicator 1 - 2 - 2X Filament dust filter 設計做修改
改變之處：
(1) 塑料導管口徑修正
(2) 與噴頭端口徑修正
［組裝成品］
這篇文章主要是紀錄 MakerBot 一代的 Replicator 雙噴頭機型
可否以最簡單的方式，改裝成可以列印 PLA 材質，有風扇側吹的 R2 機型
不管成敗，相信都有一些意義在。希望可以對有相關興趣的網友有所幫助
關於R2機器構件，相關的下載檔案在此
46343_Replicator 2 Fan Duct replacement
如果碰巧有購買 MakerBot 的 Replicator 2 機型
又不巧撞壞了導風裝置，可以從上面的連結下載
 |
| 這是我自己列印的部分，列印時間3h20m 使用Raft與Support，列印品質High（0.1mm） 列印速度分別是 40 mm / 80 mm |
另一個需要列印的物件是 64669_Replicator 2 build plate fan mount
 |
| 也就圖中置中上方的物件 |
下圖是我清機器時順便拍的風扇規格，手邊機器是山寨版的R1_D
用的是相對便宜的油封風扇 24V 4010s 0.15A
代表的是24V 尺寸40 x 40 x 10mm S是油封軸承
改裝 R2 所使用的風扇部分，我是購買24V 5015B 0.13A
代表的是 24V 尺寸 50 x 50 x 15mm B是滾珠軸承
原因無它，我深信 R2 是用 DUAL / R2X 去改的
所以風扇應該是沿用原本左噴頭的風扇規格
滾珠軸承的好處是，壽命長，較油封軸承耐髒耐灰塵（推薦！）
|
| 我買了兩個（單價18 RMB），寄出約兩天可收件 順豐到付運費是168元 |
 |
| 組裝前照片 |
 |
| 目前組裝進度是....組裝完成（不需修改模型） |
 |
| 風扇的電線是在前面，與官方的版本不同 但是在淘寶上沒有找到相關的版本。另外電線有兩條與三條之分 多出來的一條式測速線，並不需要買三條電線的版本 |
 |
| 列印PLA的關鍵除了溫度設定之外（MakerBot R2 設定為230度） （其他機種設定為170度，主要是測溫裝置與加溫裝置的誤差） 最重要的構件應該就是額外加裝的出風設備，讓PLA快速從水狀降溫凝固 |
 |
| 出風口特寫，正好會繞過噴嘴從左側吹入冷空氣 |
今天中午前聯絡的對岸的 3D Printer 廠商
他們說五月會推出 PLA 的新機型，於是我詢問了是否有風扇側吹的部分
他們回答是沒有，但是他們改良了喉管的部分設計
我想有拿手邊機器印過 PLA 的朋友應該知道喉管的散熱成敗會是個關鍵
然後他們說機器列印PLA時的溫度是170度，這與MakerBot官方資料相符合
至於風扇的部分，由於本來上方的風扇就會有向下的氣流
也許上面這些裝置是為了230度的列印而設定的，170度不需要？（待考證）
 |
| 不久的將來，3d printer將是人手一台 畫面擷取於MakerBot官方網站／此處 |
MakerBot公司推出的家用 3D Printer機種 "Replicator™"
基於 OPEN SOURCE 精神，官方將所有資料分享於網際網路
供玩家下載與修改
 |
| MakerBot Replicator™ http://store.makerbot.com/replicator.html |
 |
| 木板主體／DXF檔案下載 切割材料厚度為 5mm（壓克力／密集板） |
玩家在發現原本機型的設計缺陷後，自行發展出改進的方式
並將相關套件之切割與組裝檔案分享到網路上，如下圖中的壓克力遮罩以及諸多週邊零組件
 |
| 壓克力外框遮罩／連結一 連結二 讓機器內部維持一個整體穩定的溫度，有效抑制材料捲曲 |
 |
| 外框遮罩／MakerBot Replicator™ 專用DXF檔案下載 FlashForge 閃鑄機型專用DXF（感謝Chih-Chien Peng繪製） 切割材料厚度為 3mm（壓克力） |
壓克力可以請廣告店代買代切，精密螺絲可以從露天拍賣購買
採購清單如下：
M3 20 mm螺絲 x 2 (取代機器原本的短螺絲，用來懸掛壓克力"前"面板)
M3 12 mm螺絲 x 15
M3 螺帽 x 15
M4 12 mm螺絲 x 7
M4 螺帽 x 7
如果有加裝風扇，每組風扇需要下面的螺絲與螺帽
M3 35 mm螺絲 x 4（壓克力之後吹與側吸風扇）
M3 螺帽 x 4（壓克力之後吹與側吸風扇）
 |
| 壓克力組裝分解圖 |
 |
| Curling｜捲曲 |
將塑料熱熔然後擠出的這種列印方式，不同部分的冷卻過程有各自不同的冷卻率（收縮率）。由於列印採分部進行，這樣的效果會產生形變或甚至彎曲。雖然 PLA 塑料有低於 ABS 的收縮性，但是這兩者皆有相同的形變問題，嚴重的話可能毀了一個列印的作品。其實有幾個方法可以避免、減少這樣的淺在狀況，最主要而有效的方式是將底板加溫，然而，這樣可能還是不夠。以下列舉14種方式來改善這個問題：
01 使用加熱底板｜Use a heated build platform
加熱底板可以幫助最初列印的底部處於和上層一制的溫度，這樣可以確保整個物件的冷卻是均勻的。加熱底板（Heated Build Platform／簡稱HBP）對 ABS 與 PLA 材料的列印，是相當大的關鍵。
02 列印一個筏基｜Print with a raft
筏基（用來承載列印物件的一種衍生構造）是 ReplicatorG 和 Skeinforge 軟體裡的一個選項。基本上它就是在主要列印的物件下面，特別生成出的一個更大面積平面。透過更大面積的貼附／抓住機器的建構面，它可以有效的減少物件彎曲形變的程度。衍伸的另一種方式是生產大量的、更寬厚的 raft 來包圍住大部分的列印層（而不只是底部而已）。
Raft｜筏基
03 校準 Z 軸列印的初始高度｜Calibrate your starting Z height
第一層建構的好壞，足以影響其後的結果。如果你機器 Z 軸的起始高度過高，加熱所擠出的塑料絲將無法有效的附著在平板上。建議以 0.05mm 為調整的最小單位，來進行機器的測試，直到擠出的塑料絲因噴頭與平台之間距過窄，受迫而呈現大面積的攤扁，才可以算是一個適當的底層。
 |
| Calibrate your starting Z height｜噴嘴高度初始值校正 |
04 用一個對的建構平台｜Get the right build surface
有些人嘗試用不同的材料，比方鋼板、鈦、玻璃、各種不同的塑膠、各種不同的膠帶，以及發泡板來當建構平台。然而，不論是用於 ABS 或是 PLA 塑料，都對加熱過的Kapton防焊遮蔽膠帶（Kapton tape／PI）以及3M藍色的遮蔽膠帶，有著極佳的附著性。
 |
| Kapton tape｜絕緣膠帶 |
 |
| 3M藍色遮蔽膠帶 |
05 保持建構平台的乾淨｜Clean your build surface
一個乾淨的建構平台表面，讓這兩種材料有更加的附著性。請移除平台工作面上的灰塵、遺留下的列印部分和碎片。
06 減緩列印的速度｜Print slower
慢速的列印將有助於提升列印的精細度，對於之前列印的部分或是最初生成的底面，都有較佳的附著力。同時，這樣可以讓列印出來的部份有充裕的時間，讓冷卻的過程更均勻。
07 降低列印溫度｜Print cooler
在較低的溫度下列印並非是一個合宜的選項。理想的情況下，應該要在允許擠出塑料的最低溫度／並且能成功附著的溫度下進行列印。然而，這樣的嘗試並不適合心臟衰弱者。以一個過低的溫度進行列印，極有可能造成送料馬達以及擠出器因為噴口堵塞而嚴重損毀。
08 排除穿縫風或是將機器圍起來｜Eliminate drafts or enclose your robot
Forrest Higgs 先生發現，他的 3D printer 因為過於靠近開窗，導致物件因受熱不均而變形。變形而發生捲曲的正是靠近窗口的那一邊。由於他並不打算將窗戶完全密閉，為了補償穿堂風所帶來的溫差，他安裝了一只發熱的燈來彌補。Cupcake 和 Thing-O-Matic 機型的用戶可以簡單的封閉二到三個開口面，同時可以控制煙霧的流竄。
 |
| Makerbot Replicator Enclosur｜Thingiverse by Davedbq／downlaod |
09 列印老鼠耳朵｜Design with mouse ears
Mouse Ears Tabs 是由 Zach Smith 所想到的一個點子。利用在角落處添加的圓形小面積物件，將有助於這些角落貼附在工作面上。這些像老鼠耳朵的物件近似於 Raft 的功能，但是又不必大面積的列印材料。
 |
| Mouse Ear Tabs from Zach Smith |
10 列印襯部｜Design with aprons to hold down corners
Forrest Higgs 先生的另一個建議是利用類似襯裙的裝置，設置在物件的四周。這些低矮又厚實的物件有助於讓 Raft 筏基平整，避免形變或是彎曲所造成的影響。
 |
| 在物件本體之外的每個角落，噴出低矮而厚實的襯部 |
11 周邊的熱牆設計｜Design with surrounding thermal walls
Forrest Higgs 先生以工程邏輯想出襯部的方式來解決形變的問題，而 Nophead 先生則是為機器設計了一堵熱牆，這道薄牆讓不斷移走的噴頭裝置，得以保持機台內部的溫度。他大膽假設，僅以一道薄牆圍繞住機器可能會有同於將機器置放在密閉機箱內的效果；有趣的是，他建議設計物件時如果角落採用多倒角的處理，這樣的形狀能預防材料的彎曲。
 |
| Nophead假設，在物件四周列印小型的薄牆，可以達到抑制彎曲的效果。 |
 |
| Nophead 發現轉角處越多倒角，越不容易發生形變、彎曲 |
12 減少填充量｜Reduce infill
當建構一個 3D printed 物件時，我們可以設定要噴成中空的、實心的，或是介於 0% 到 100% 之間的填充率。然而，如同Nophead 所指出的，模型內部的塑料在物件冷卻時會產生一股驅使形變的力量。這樣解釋了，當你用越多塑料的同時，這些塑料會在冷卻過程中產生拉扯的力量來對抗本身的造形。減少材料的使用將會大幅減少塑料內部的作用力，同時減低物件變形和彎曲的可能性。
(補充) 用砂紙加工絕緣膠帶表面｜EDIT: Sand the Kapton
Charles Edward Pax 建議將絕緣膠帶表面以砂紙刨出細紋，將會增加塑料的附著性，讓塑料更容易黏附在加熱平台上。
 |
| 220 grit 砂紙刨出的細紋｜(左) unsanded／(右) sanded |
(補充) 直接生成一個 ABS 表面當底板｜EDIT: ABS surface
有些人建議在列印前直接在加熱平台上塗上一層液態的 ABS，效果如同生成一塊大面積的底板。
