以前的3D打印標(biāo)準(zhǔn)速度是50mm/s到80mm/s,最快能達到100mm/s?,F(xiàn)在,設(shè)備制造商已經(jīng)將速度提高到250mm/s、300mm/s甚至500mm/s的水平。
歡迎來到高速3D打印時代,這一切都需要歸功于新固件:Klipper。
多年來,50mm/秒基本上是標(biāo)準(zhǔn)速度,少數(shù)例外情況可能達到80mm/s甚至100mm/s。如果將速度再調(diào)快,打印質(zhì)量就會下降,甚至?xí)?dǎo)致打印失敗。如何在保持打印質(zhì)量的同時提高打印速度,是各大3D打印機玩家和廠商都在努力解決的問題。因為速度快了,打印件勢必會出現(xiàn)稱為“振紋”的表面質(zhì)量問題,原因是打印頭在擠出時突然改變方向時會搖晃;隨著速度的增加,這些”陰影“變得更加明顯。
雖然早期在開源社區(qū)已經(jīng)有不少機器使用了Klipper固件,例如沃龍Voron開源3D打印機,同時也有商業(yè)機器,比如孚森FLSun V400和必趣Biqu Hurakan。
但真正讓高速3D打印被更多人所知曉的是A股上市公司安克創(chuàng)新,2022年4月,安克宣布推出AnkerMake M5消費級3D打印機,其打印速度默認出廠設(shè)置為:250mm/s,其速度是同類產(chǎn)品的5倍。有人質(zhì)疑真能這么快?噱頭還是突破了技術(shù)瓶頸。隨后,深圳拓竹,復(fù)志科技,創(chuàng)想三維,魔芯科技都相繼推出了高速3D打印機或者升級套件。這時候,大家才恍然大悟,高速3D打印真的來了。
但為什么是現(xiàn)在才出現(xiàn),原因主要還是幾年前推出的Klipper固件讓情況開始發(fā)生變化。據(jù)資源庫了解,該固件引入了一個稱為“輸入整形”的新概念, 這個想法是通過以非常精確的方式調(diào)整運動的時間來補償這些硬件上的振動。
在這里,簡單用一句話概括Klipper的去振紋解決方案:
“輸入整形是一種開環(huán)控制技術(shù),通過創(chuàng)建一個命令信號來抵消自身的振動。輸入整形需要一些調(diào)整和測量才能啟用,它通常會減少打印機的振動和晃動,并且還能夠計算精準(zhǔn)的步進時間,從而減少或者消除振紋?!?br />
安裝Klipper固件后,3D打印機的速度就可以提高2-5倍?事實證明,振動問題不僅僅是運動引起的,還與硬件有關(guān)。這意味著要使用Klipper固件,必須進行大量仔細的校準(zhǔn)才能使其正常工作,這是一項復(fù)雜而繁瑣的工作。因此,盡管Klipper固件早在2016年就已經(jīng)出現(xiàn),但此前市場上很少有使用Klipper的商業(yè)化高速3D打印機。
經(jīng)過各大廠商研發(fā)工程師的不懈努力,終于拿下了Klipper固件,并將其應(yīng)用于自己的3D打印機上,這才讓我們看到了高速3D打印市場現(xiàn)在的嶄露頭角。接下來,讓我們仔細看看這款新固件,它具有哪些功能,如何運行,和Marlin相比又有什么不同。
Klipper是一款全新的3D打印固件,與3D打印機主板以及額外的單板計算機(如Raspberry Pi)一起使用,通過使用額外的計算能力來輔助主板處理命令,讓用戶打印更快、更準(zhǔn)確。
除了前面介紹的“輸入整形”補償振動外,Klipper的主要功能還包括支持高精度的步進運動、穩(wěn)定的高步進速率、支持多個微控制器、壓力變化平穩(wěn)設(shè)計等。所有這些都是高速穩(wěn)定打印需要考慮的因素。
Klipper在固件的配置方面比Marlin更加簡單,Marlin通常需要修改配置文件configuration.h和configuration-adv.h,并重新燒錄微控制器。相比之下,Klipper的所有配置都存儲在一個可編輯的文本文件中,可以快速進行配置更改。
此外,Klipper代碼易于移植,可以在ARM、AVR和PRU微控制器上運行?,F(xiàn)有的“reprap”類型的3D打印機無需更改硬件即可運行Klipper。同時,Klipper之所以能夠提高打印速度,關(guān)鍵在于Klipper能夠利用額外的計算能力預(yù)先處理G代碼命令,因此打印機只需要執(zhí)行命令,而不是處理它們。
那么是不是Klipper強大,Marlin衰弱呢?答案是否定的。雖然Klipper是一個強大的3D打印固件,但Marlin作為市場上占主導(dǎo)地位的固件,也在不斷地更新。Marlin固件最初于2011年推出時,還使用8位Arduino微控制器,但現(xiàn)在已經(jīng)升級支持更強大的32位控制器。此外,最新的2.1.2版本同樣引入了輸入整形功能,這意味著用戶可以通過升級固件來支持高速3D打印,而無需更換固件。
雖然固件已經(jīng)支持輸入整形功能,但在實際使用中,仍然存在校準(zhǔn)問題,需要尋找合適的參數(shù)才能達到最佳效果,這是比較困難的。因此,一些公司在正式推出固件升級之前,往往會選擇進行公測,以獲取更穩(wěn)定的參數(shù)。例如,Raise3D Pro2系列的高速套件Hyper FFF正在進行公測,旨在獲取適合該系列機器的最佳參數(shù)。
準(zhǔn)備好迎接大量高速桌面3D打印機,那么你的舊機器準(zhǔn)備好”吃灰“了嗎? |
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