Все о open source (открытом исходном коде) в 3d печати

Открытый исходный код считается обязательным для многих энтузиастов 3D-печати, но мертва ли эта философия в современной отрасли? Читайте дальше, чтобы узнать!

Термин « open source » заимствован из моделей разработки программного обеспечения, в которых исходный код открыт для просмотра, изменения, улучшения и использования любым лицом. Это открытый метод проектирования, который допускает широкое совместное творчество, и он применяется сегодня ко многим видам продуктов и инициатив.

Например, проект с открытым исходным кодом просто означает, что критически важные файлы, необходимые для проекта — как аппаратные, так и программные — доступны и свободно распространяются. В контексте любительской 3D-печати полностью открытые проекты — это те, которые включают публичный выпуск файлов дизайна CAD, исходный код пользовательской прошивки (если таковой имеется), примеры конфигурации прошивки и спецификацию материалов. Открытый доступ к этой информации позволяет пользователям понимать, строить и впоследствии модифицировать машину.

Потребительская 3D-печать родилась из проектов с открытым исходным кодом, связанных с сообществом RepRap , и благодаря их усилиям мы можем наслаждаться этой технологией по очень доступным ценам. Однако сегодня все стало сложнее.

В то время как любители и общественные группы по-прежнему постоянно внедряют инновации, делясь своими идеями и разработками, появление производителей коммерческих 3D-принтеров усложнило ситуацию. Индустрия борется с необходимостью защищать коммерческие интересы, одновременно обслуживая сообщество, глубоко погруженное в идеологию открытого исходного кода.

На одном конце спектра мы видим проекты, основанные на сообществе, которые публикуют полностью открытые проекты принтеров, а на другом конце — коммерческие принтеры, которые полностью заперты как в аппаратном, так и в программном обеспечении. Но между этими двумя полюсами происходит много всего. В этой статье мы рассмотрим весь спектр 3D-печати с открытым исходным кодом и то, почему сообщество необходимо для ее поддержания.

Немного истории

Потребительская 3D-печать с использованием  процесса моделирования методом послойного наплавления (FDM)  по-настоящему началась с таких проектов, как  инициатива RepRap (сокращение от «replicating rapid prototyper»), попытка разработать 3D-принтер, который мог бы реплицировать большую часть себя, тем самым быстрее распространяя технологию. В то время 3D-принтеры были слишком дорогими и в основном недоступными для среднего потребителя.

Доктор Адриан Бойер, английский математик и инженер, начал проект RepRap с целью предоставить доступные машины в руки первых пользователей. Идея была проста: 3D-принтеры использовались для печати множества собственных деталей. Непечатаемые детали, такие как оборудование, электроника и компоненты линейного движения, можно было относительно легко купить.

В дни RepRap производители делились и обсуждали свои идеи и проекты на форумах сообщества, таких как форумы RepRap. Файлы CAD и прошивки открыто распространялись либо через форумы RepRap , либо через страницы, такие как GitHub, что позволяло пользователям экспериментировать и сотрудничать. Благодаря открытому исходному коду проектов новые итерации появлялись быстро и в большом количестве, что позволяло сообществу улучшить FDM 3D-печать в целом.

Перенесемся в настоящее время, рынок потребительских FDM взорвался, и огромное количество машин стало коммерчески доступным. Глядя на то, как далеко (и быстро!) развилась потребительская 3D-печать, можно с уверенностью сказать, что инициатива RepRap имела большой успех. Некоторые компании даже следуют идеологии RepRap, используя огромные печатные фермы , которые производят детали для их собственных продуктов промышленного класса.

Независимо от того, придерживаетесь ли вы идеологии открытого исходного кода или согласны с ней, мы в неоплатном долгу перед пионерами RepRap за продвижение столь мощной технологии, которая все чаще используется производителями DIY и малым бизнесом.

Преимущества

Принципы открытого исходного кода по-прежнему важны для сообщества 3D-печати сегодня, поскольку они дают пользователям очевидные преимущества.

Меньше зависимости от производителей

Аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом позволяет вашей машине оставаться работоспособной независимо от того, что происходит с производителем и его поддержкой. Теоретически, любая сломанная деталь может быть воспроизведена, как только полная конструкция станет доступной для всех. Например, вы можете отремонтировать свой принтер, используя готовые детали или разработав свою собственную. Это освобождает пользователей от необходимости полагаться только на производителя в плане запасных частей, которые различаются по доступности и цене.

Возможность модернизации и настройки

Владельцы принтеров могут разрабатывать собственные модификации, основанные на специфике своих машин. Улучшения могут быть сделаны для повышения возможностей их 3D-принтера в соответствии с потребностями пользователя. Без файлов с открытым исходным кодом проектирование аппаратных или программных модификаций может быть очень сложным и утомительным. Во многих случаях потребуется много обратного проектирования.

Инновации, поддерживаемые сообществом

Самое главное, принципы открытого исходного кода делают новейшие технологии и принтеры более доступными и дешевыми для всех. Поскольку все больше людей используют и модифицируют имеющиеся в настоящее время технологии, обмен этими модификациями позволяет внедрять инновации в сообщество 3D-печати в целом.

Например, инновации в кинематике CoreXY для FDM-принтеров стали популярными только в результате разработок и инноваций сообщества Voron. Легкие экструдеры сейчас могут быть обычным явлением, но они являются результатом ранних (и все еще популярных!) экструдеров Sherpa Mini и Orbiter , оба из которых значительно превосходят другие экструдеры при весе в несколько раз меньшем. Конечно, эти два примера — просто общие; их гораздо больше.

Хотя принципы открытого исходного кода выгодны для потребителей, это может быть не так для компаний. В отрасли появились клонированные продукты, которые являются почти точными копиями принтеров с открытым исходным кодом и деталей, которые изначально были разработаны и произведены другими компаниями.

Открытое раскрытие всех деталей своих продуктов сопряжено с риском того, что конкуренты смогут легко внедрить ваши инновации в свои собственные продукты — и с долей затрат на НИОКР. Это влияет на способность компании отличать свой ассортимент продукции от других и может потенциально привести к потере продаж и доли рынка. Когда речь идет о проектах с открытым исходным кодом, основанных на сообществе, эти риски отсутствуют, поскольку они в значительной степени свободны от давления, которое влияет на бизнес.

Потребители и отрасль в целом получают огромную выгоду от принципов открытого исходного кода, но ситуация более неоднозначна для коммерческих предприятий. Это ставит вопрос о том, сплотится ли сообщество 3D-печати и поддержит ли оно компании, приверженные идеалам открытого исходного кода.

В свете истории сообщества, а также продолжающегося давления рынка, влияющего на коммерческое крыло сообщества, каково состояние открытого исходного кода в 3D-печати сегодня? Как мы упоминали на протяжении всей статьи, это спектр.

Открытый исходный код

С одной стороны, есть полностью открытые проекты и предприятия, основанные на сообществе, которые предлагают файлы дизайна, исходный код прошивки и примеры конфигурации, а также спецификации материалов. Проекты, основанные на сообществе, состоят из заинтересованных лиц или групп разработчиков, которые сотрудничают для разработки машин. Файлы обычно распространяются через страницу проекта на GitHub, а сотрудничество в основном осуществляется через форумы, такие как каналы Discord.

На коммерческом фронте есть компании, которые разрабатывают дизайн внутри компании, а затем продают свою продукцию, а также публикуют полную информацию о ней для использования сообществом. Мы также видим компании, которые производят дизайны с открытым исходным кодом — иногда в сотрудничестве с оригинальными дизайнерами — для удобства тех, кто не хочет самостоятельно искать, производить и собирать дизайны.

Ограниченный исходный код

Далее, есть некоторые компании, которые публично рекламируют и отстаивают идеалы открытого исходного кода; однако они раскрывают ограниченный объем информации для сообщества. В некоторых случаях полное раскрытие информации ограничивается старыми, изношенными продуктами. Для более современных продуктов критически важная информация, такая как файлы CAD или спецификации материалов, не предоставляется открыто.

Часто прошивка имеет открытый исходный код из-за юридических требований. Пакеты прошивок, которые являются ответвлениями полностью открытых прошивок, таких как Marlin и Klipper, юридически обязаны иметь открытый исходный код из-за GNU General Public License . То же самое касается программного обеспечения для нарезки.

Закрытый исходный код

На противоположном конце спектра у нас полностью закрытый исходный код. За исключением документации, касающейся работы машин, сообществу ничего не передается. Некоторые компании даже разрабатывают собственные прошивки для 3D-принтеров, чтобы обойти требования GNU GPL.

Запатентованные технологии также относятся к этой стороне спектра. Хотя это распространено среди производителей промышленных технологий 3D-печати, некоторые компании переходят на патентование деталей , которые часто используются в 3D-принтерах потребительского класса.

Чтобы лучше проиллюстрировать современный спектр технологий 3D-печати с открытым исходным кодом, давайте рассмотрим несколько примеров.

Voron Design

Созданный как независимый проект по разработке интересных и доступных 3D-принтеров, Voron Design вырос в большое сообщество и теперь является известным именем в мире 3D-печати. ​​Это сообщество уже выпустило пять различных проектов принтеров, а также другие компоненты принтеров, все из которых полностью с открытым исходным кодом. На страницах GitHub вы найдете  следующее:

• Полностью редактируемые файлы CAD и STL
• Распространенные и примерные конфигурации прошивки
• Подробные и хорошо маркированные руководства по сборке, которые постоянно совершенствуются и обновляются.

Дизайны обычно инициируются и совместно разрабатываются страстными членами сообщества; некоторые из них становятся «официальными» дизайнами Voron. Большинство обновлений и инноваций являются результатом активных обсуждений на форуме сообщества и Discord.

Существует огромное количество модов и улучшений, разработанных отдельными лицами или небольшими независимыми группами. Некоторые примеры включают в себя всегда популярный магнитный зонд Klicky  и кормушку для моркови Enraged Rabbit , многоматериальный блок.

Voron Design часто считают золотым стандартом 3D-печати с открытым исходным кодом, и это достижение упрощается тем, что это проект, основанный на участии сообщества.

Rat Rig

Rat Rig — португальская компания, которая разрабатывает и продает наборы и детали для самостоятельной сборки 3D-принтеров и станков с ЧПУ. Большая часть разработки как аппаратного, так и программного обеспечения выполняется внутри компании, и компания привлекает свое сообщество пользователей к участию в бета-тестировании.

Несмотря на то, что Rat Rig является коммерческим предприятием, принципы открытого исходного кода живы и здоровы. Руководствуясь девизом «Ваша установка, ваши правила», компания предоставляет полностью открытые проекты, чтобы облегчить использование и адаптацию своих машин пользователями. Например, 3D-принтер V-Core 4 был выпущен в 2024 году вместе с моделями CAD, файлами STL, спецификацией материалов, руководством по сборке и другой документацией. Сам проект лицензирован по некоммерческой лицензии Creative Commons, которая разрешает распространение и ремикширование с надлежащим указанием авторства.

Даже предварительные или невыпущенные проекты доступны . Благодаря открытости их работы вокруг машин Rat Rig образовалось большое сообщество. Во всех популярных репозиториях моделей, связанных с 3D-печатью, можно найти разработанные сообществом модификации и обновления.

Rat Rig — это доказательство того, что можно запустить коммерческое предприятие по 3D-печати, не жертвуя идеалами открытого исходного кода.

Prusa Research

Prusa Research выросла из участия Йозефа Прусы в сообществе RepRap. В октябре 2010 года он поделился упрощенным ремиксом Mendel , одного из ранних принтеров RepRap. В течение пяти лет была основана Prusa Research, и на рынок вышел оригинальный Prusa i3. Имея такие глубокие корни в сообществе, компания сообщает, что высоко ценит принципы открытого исходного кода, даже несмотря на то, что компания подверглась критике за сокращение того, чем она открыто делится.

В основе подхода компании к идеалам открытого исходного кода лежит желание, чтобы их принтеры «оставались модифицируемыми, легко ремонтируемыми и производили потрясающие отпечатки даже спустя десятилетия после их первоначального выпуска». Соответственно, файлы для печатаемых деталей, исходный код прошивки, электронные схемы и информация о других аппаратных функциях доступны либо на их странице с открытым исходным кодом , либо в руководствах пользователя. Компания также взяла на себя обязательство сохранить PrusaSlicer с открытым исходным кодом, что отчасти связано с лицензией AGPL Slic3r (PrusaSlicer — это сильно модифицированная ветка Slic3r).

Однако весьма активная часть сообщества не согласна с задержкой выпуска информации о новых моделях принтеров — шаг, который компания предприняла для защиты от компаний, которые, по словам Йозефа Прусы , не играют по тем же правилам. Электронные схемы и информация о производстве оборудования для новых продуктов не будут доступны немедленно. За исключением Prusa Mini, спецификации материалов не предоставляются.

Несмотря на доступность информации для более старых моделей, некоторые подвергают сомнению качество предоставленной информации. Например, электронные схемы не обновляются регулярно и могут не отражать фактически отправленный продукт. GitHub для электроники MK3+ включает следующее предостережение: «Нет (гарантии) на эти файлы в любом случае. Возможно, были некоторые недокументированные настройки различными дизайнерами, инженерами, производителями, поставщиками и сборщиками, чтобы сделать этот продукт функциональным».

Компания формулирует эти протекционистские меры как ответ на «клоны оборудования или программного обеспечения 1:1… которые ничего не приносят обществу». Это часто цитируемый отрывок среди реакций на сообщение в блоге Prusa о состоянии открытого исходного кода в 3D-печати, при этом многие утверждают, что изменения в лицензировании открытого исходного кода не сделают ничего, чтобы остановить подражателей. Напротив, постоянные инновации и поддержание темпа изменений в демографической ситуации потребителей позволят Prusa Research сохранить лидирующие позиции в отрасли. Некоторые указывают на застой во времена MK3, и когда MK4 наконец-то вышел, принтер не был самым инновационным по сравнению с конкурентами.

Доступ — еще один важный момент, поднятый в обсуждении клонов. Пользователи, которые ценят и могут себе позволить премиальную машину, скорее всего, купят принтер Prusa. Однако высокая цена является препятствием для тех из нас, у кого более скромные кошельки. Помимо цены, многие ссылаются на доступность продукта, сроки поставки и стоимость доставки как на препятствия, которые побуждают клиентов обращаться к производителям клонов.

Однако сообщество не является монолитом. Многие ругают решение Prusa Research ограничить то, чем она делится, и многие хвалят действия компании по защите себя от недобросовестных игроков в отрасли. С точки зрения пуриста, Prusa Research больше не является полностью компанией с открытым исходным кодом, как мы видим в проектах, основанных на сообществе. При этом компания по-прежнему делает больше для поддержки идеалов открытого исходного кода, чем другие известные производители принтеров.

Creality

Creality имеет неоднозначную репутацию в отношении принципов открытого исходного кода. Благодаря давлению сообщества и влиянию инженера и производителя из Шэньчжэня Наоми Ву , в Creality с 2018 по начало 2020-х годов наблюдался всплеск активности в области открытого исходного кода. В июне 2018 года Ender 3 стал первым китайским 3D-принтером, сертифицированным Ассоциацией  оборудования с открытым исходным кодом (OSHWA) . CR-10 последовал его примеру в начале 2019 года. Всю документацию, включая файлы CAD, спецификации материалов, прошивку и т. д., можно найти на соответствующих страницах GitHub ( Ender 3 и CR-10 ).

Ву даже возглавил проект ленточного 3D-принтера ( 3DPrintMill / CR-30 ) в Creality, выбив из руководства компании обязательство сделать проект открытым, если удастся собрать 5 миллионов долларов для компенсации расходов на НИОКР. Кампания на Kickstarter получила высокую оценку некоторых за ее открытое признание движения RepRap, проекта Open Source Marlin и других производителей, чьи инновации легли в основу проекта CR-30. К сожалению, кампания не достигла цели, и сегодня в открытом доступе находится только прошивка .

С тех пор, похоже, принципы открытого исходного кода в Creality переживают не лучшие времена. Оригинальный Ender 3 был затмен новыми моделями . Например, Ender 3 V3 SE предлагает автоматическое выравнивание платформы и высокоскоростную печать, среди прочих улучшений, почти по той же цене. Хотя Creality выпустила исходный код на основе Marlin для Ender 3 S1 и S1 Pro, ни одна из новых моделей не имеет полностью открытого исходного кода. То же самое относится и к CR-10. Его заменили модели с закрытым исходным кодом, такие как CR-10S ,  CR-10S Pro V2 и  CR-10 S5 .

В 2023 году обвинили Creality в неэтичной реализации прошивки Klipper с открытым исходным кодом в K1. Принтер был запущен с Creality OS, которая в тестировании оказалась версией Klipper, лишенной удобных для пользователя функций. Возмущение сообщества по поводу потенциального нарушения Creality лицензии GNU GPLv3 Klipper подтолкнуло компанию к публикации исходного кода для K1 .

Однако выпуск прошивки и программного обеспечения, полученных из источников с лицензией GNU GPL, не соответствует идеалам открытого исходного кода, которые дали жизнь потребительской 3D-печати. ​​Проект Наоми Ву 3DPrintMill с Creality поучителен: крупные производители обеспокоены возмещением затрат на вывод новых принтеров на рынок, и для некоторых принципы открытого исходного кода рассматриваются как угроза чистой прибыли.

Bambu Lab

Bambu Lab выпустила высокопроизводительные 3D-принтеры CoreXY по более низкой цене, чем имеющиеся в продаже машины, что позволяет пользователям приблизиться к производительности принтеров, собранных своими руками. Неудивительно, что их принтеры заимствуют много инноваций из общественных проектов, как видно из относительно схожих вариантов дизайна. Фактически, компания признала, что консультировалась с этими проектами во время своих НИОКР.

Несмотря на осведомленность компании о принципах открытого исходного кода в сообществе 3D-печати и ее долг перед ними, машины Bambu Lab в значительной степени являются закрытыми системами, когда дело касается аппаратного обеспечения и прошивки. Их программное обеспечение для нарезки Bambu Studio имеет открытый исходный код — это юридическое требование, поскольку оно основано на программном обеспечении с открытым исходным кодом.

В сообщении в блоге от 2022 года о том, открывать ли исходный код своих продуктов, компания формулирует решение сохранить запатентованность своих продуктов как сохранение конкурентного преимущества. Они пишут: «У нас более 100 сотрудников, и это число растет. Мы хотим сделать наш бизнес успешным, чтобы мы могли обеспечить каждого из наших сотрудников». Однако они предлагают возможность открыть исходный код для всех в случае, если компания обанкротится.

Несмотря на закрытую экосистему Bambu Lab, сообщество продолжает делать то, что у него получается лучше всего: вводить новшества. Ряд разработанных сообществом модификаций с открытым исходным кодом набирают популярность среди пользователей Bambu Lab. Например, Hydra AMS — это дальнейшее улучшение существующей системы AMS Bambu Lab. В начале 2024 года появились новости о неофициальной прошивке, разработанной сообществом, которая делает джейлбрейк X1 и позволяет запускать прошивку X1Plus .

В то время как компания смягчилась в вопросе сторонних прошивок, Bambu Lab снова вызвала гнев сообщества, благодаря планам по удалению доступа стороннего оборудования и программного обеспечения к своим машинам. Первоначальный план включал обновление прошивки, которое принесло бы новую систему авторизации, а также отключило бы ее сетевой подключаемый API для стороннего программного обеспечения, предотвращая управление 3D-принтером из таких приложений. Поскольку многие используют сторонние инструменты со своими принтерами Bambu Lab, это совсем не понравилось сообществу, а также бизнес-пользователям. В ответ на давление компания с тех пор изменила свои планы по обновлению прошивки.

Несмотря на решение закрыть исходный код своей линейки продуктов, было бы несправедливо представлять Bambu Lab как глухую к принципам открытого исходного кода, лежащим в основе сообщества 3D-печати. ​​Они открыто признают выгоду от сообщества и выразили желание «вернуть все наши знания сообществу». Они отреагировали на отзывы и желание пользователей получить более открытый доступ к машинам Bambu Lab. Кроме того, они обязались инвестировать лицензионный доход от своей сделки с E3D обратно в сообщество в виде пожертвований в фонд Санджая Мортимера и создать фонд, который поддерживает новые таланты в области 3D-печати и малый бизнес.

Тем не менее, сообщество по-прежнему должно продолжать оказывать давление на Bambu Lab и всех производителей коммерческих 3D-принтеров, чтобы гарантировать, что приобретаемые нами и принадлежащие нам устройства можно будет свободно использовать и адаптировать в соответствии с нашими потребностями, а не потребностями производителей.

Также будет интересно

Пруток для 3д принтера 1,75 или 2,85?

Революция в настольной 3D-печати. Часть 1

Всё что надо знать о формате STEP

По всем вопросам по 3d печати, сканированию, изготовлению серийных деталей в Краснодаре можно связаться:

телеграм — https://t.me/fidller

почта — shope@fidller.com

все о кино тут — https://news.fidller.com
всё о 3d печати и 3d сканировании тут https://3dprint.fidller.com
наш магазин — https://fidller.com
мы в телеграм — https://t.me/fidller_com
группа 3д печати — https://vk.com/3d_krd_123
https://t.me/pechat3dkrd
https://rutube.ru/channel/23475108/