A 3D nyomtatás világában a többszínű vagy többféle anyaggal történő nyomtatás mindig is komoly kihívást jelentett. A professzionális nyomtatókban régebben is léteztek sokfejes rendszerek, de ezek drága eszközök, amelyeket otthoni felhasználók ritkán engedhetnek meg maguknak. A nyílt forráskódú, otthoni DIY megoldások fejlődése viszont dinamikusan alakult az elmúlt években.
Nézzük meg időrendben, hogyan fejlődött a multi-material 3D nyomtatás a házi barkács megoldások területén.
Prusa MMU (Multi Material Upgrade) – 2017
Az első jelentős DIY multi-material megoldás a Prusa MMU volt, amelyet a Prusa Research adott ki 2017-ben. Az MMU 1.0 egy olyan rendszer volt, amelynél négy különálló extrudert szereltek közvetlenül a nyomtatóra, ezek mind egy közös hotendbe vezették be a filamentet. A rendszer így négy automatikusan váltható filamentet támogatott, egy közös hotend használatával. Az extruderek váltásakor az előző filamentet ki kellett purgálni. Nem voltak itt még szép megoldások a filamentek visszatekerésére.
Fő előnyei:
- Olcsó alternatíva a többfejes nyomtatással szemben
- 4 filament szín vagy anyag
Prusa MMU2 és MMU2S – 2018–2019
A Prusa MMU2 (2018) és az MMU2S (2019) már jelentősen megbízhatóbbak voltak. Az MMU2S népszerűsítette a rendszer újratörténő bevezetését. Elvileg is másként működött, itt ténylegesen az MMU2 váltott a filamentek között, a fejen pedig megmaradhatott a direkt extruder. Megjelentek a filament szenzorok és a vágó funkció is.
Fejlődés az MMU1-hez képest:
- Megnövekedett megbízhatóság
- Automatikus betöltés és könnyebb kalibráció
- Támogatta az MK3 és MK3S nyomtatókat
- 5 filament szín vagy anyag
A hátrányok viszont részben megmaradtak: hosszú purge tornyok, lassú anyagcsere, sok mozgó alkatrész, és megbízhatósági gondok.
Az igazság az, hogy ennek a megépítésével próbálkoztam, de nagyon kevés voltam hozzá. 🙂
Enraged Rabbit Carrot Feeder (ERCF) – 2021
A nyílt forráskódú Voron közösség válasza a multi-material nyomtatásra a ERCF volt, egy push-pull filament váltó, amely külső extruderek által működtetett. A neve talán ironikus utalás a Prusa rendszerre.
Fő jellemzők:
- 3,6 vagy 9 filament kezeléséhez készültek kit-ek, de rugalmasan tovább bővíthető.
- Moduláris, 3D nyomtatható alkatrészek
- Klipper kompatibilitás
- Extrémen konfigurálható, de nem könnyen kalibrálható
Ez is teljesen DIY rendszer volt, amely nagy technikai jártasságot és türelmet igényelt. Ennek ellenére sokan használják sikerrel, sok információt, ötletet olvashatunk róla.
A továbbfejlesztett V2 változat 2023 karácsonyára jelent meg:
BoxTurtle – 2023
A BoxTurtle egy merőben új megközelítés, amely az ERCF után a multi-tool rendszer irányába nyitott. Ez egy AMS-stílusú lanes alapú filament váltó rendszer, amely dedikált extrudereket használ minden lane-hez. A külön extruderek emlékeztethetnek az MMU1 megoldására, de ezek az extruderek nyomtatás közben csak segítik a fejben lévő extruder munkáját, azt nem váltják ki. A filament dobokat helyben visszatekeri, így nem kell megoldást találni a visszahúzott szálak problémájára.
Fő jellemzők:
- 4 filament, de több doboz is egy rendszerbe építhető.
- Egy lane = egy filament = egy extruder
- Nincs belső filament mozgatás a lane-ek között
- Rewinder rendszer a visszahúzáshoz
BoxTurtle lényege, hogy gyorsan és pontosan cserél anyagot, közvetlen kommunikációt tartva fenn minden lane és a Klipper között. A visszacsévélés miatt könnyű viszonylag kicsi dobzt építeni a filamentek köré, így megoldható a páramentes zárás, vagy akár a filament szárítás is.
Az LDO Motors 2024 karácsonyán komplett BoxTurtle készletet állított össze, majd a következő évben további kiegészítésekkel jelent meg:
shop.zen3d.hu/automated-filament-changer
StealthChanger – 2024
A StealthChanger a multi-material nyomtatás végső megoldásának tekinthető jelenleg a Voron ökoszisztémában. Ez egy mechanikus, gyors toolhead-váltó rendszer, amely nem a filamentet cseréli, hanem az egész extrudert. A rendszer központi eleme egy shuttle, amely mágneses és csapos illesztéssel rögzül a különböző toolheadekhez.
Fő jellemzők:
- Mágneses és mechanikus felfogatás
- Z-érzékelés beépített optoTap szenzorral
- Kompatibilitás többféle toolhead-del (StealthBurner, DragonBurner, XOL, stb.)
- Nincs szükség purge toronyra, mivel minden eszköz külön extrudert és hotendet használ
- Egyedi toolboard minden eszközre (CAN vagy USB kapcsolattal)
- Moduláris dock rendszer (top mount, crossbar, front mount opciók)
A rendszer megköveteli a megfelelő kábelmenedzsmentet, általában CANbus/USB boardok használata ajánlott a megbízható kommunikáció és kevesebb kábel érdekében. Egyes build-eknél a nyomtató tetejének megemelésére is szükség lehet, például TopHat vagy hosszabb függőleges profilok segítségével.
Ez a megoldás a lehető leggyorsabb és legtisztább filamentcserét biztosítja, mivel a toolheadek teljesen függetlenek, és minden színhez egy extruder és egy hotend tartozik.
Az LDO Motors 2025 nyarán különböző StealtChanger készletekkel jelent meg:
shop.zen3d.hu/toolchanger-parts