开源硬件如何让昂贵的3D打印机器变得低廉？

创客

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。