Prusa MINI

2019 év végén jelent meg a Prusa új nyomtatója, a MINI. Több, mint két év telt el az Mk3-as megjelenése óta, de olyan jól sikerült az a nyomtató, hogy nincs még szükség az Mk4 kifejlesztésére, így valami egészen más koncepcióval tudott előállni a Prusa Research.

A MINI ígérete az, hogy hasonló nyomtatási minőséget biztosít, mint a zászlóshajó, de mindezt féláron teszi. Merész vállalás első hallásra, nyilván bizonyos korlátok mellett, de talán tényleg valami ilyesmiről van szó.

Előbb viszont tisztázni kell, hogy mi is ez a szerkezet:

Nyomtató gyerekeknek, vagy megbízható termelőeszköz?

A reklámban természetesen iskolák számára is ajánlják a MINI-t, ami teljesen logikus, hiszen kicsi, megbízható, praktikus és ezeket figyelembe véve olcsó nyomtató. De ezen kívül ajánlják „igáslónak” nyomtatófarmokba, sőt a Prusa gyárban a nyugdíjba vonuló Mk3-asok helyére MINI-ket üzemelnek be. Ez elsőre nagyon meglepett, de a részletek megismerése után, úgy tűnik, hogy a tervezéskor valóban figyeltek azokra a szempontokra, amik erre a feladatra alkalmassá teszik.

Ha elfogadjuk, hogy a nyomtatás minősége hasonló a két típus esetén, akkor az alábbi ábrán szemléltetett matek nagyon meggyőző. Ugyanannyi pénzért kétszer annyi MINI vásárolható, mint Mk3, viszont két nyomtató fele idő alatt képes annyit termelni, mint egy nyomtató:

Bevallom, előítéletem volt az ilyen félkarú nyomtatókkal szemben, hiszen még az Mk3 vázát is értelmesnek látom tovább merevíteni, itt pedig szabadon lengedezik az X tengely egyik vége. Ha csak úgy marketingelték volna, hogy egy olcsó belépő kategóriájú nyomtató, akkor valószínű ezen előítéletem miatt, különösebben nem izgatott volna a típus. De ezt a farm dolgot „bekajáltam” :), ha tényleg saját maguk számára fejlesztették, ezzel képzelik el a gyártást, akkor talán érdemes megismerni a részleteit is.

Szükségem persze nincs rá, de kíváncsiságból vettem egy Fysetc kínai kit-et, hogy saját tapasztalatot szerezhessek erről a nyomtatóról. Mivel a Prusa nyomtatók nyílt forrásúak, így csak olyan különbségek lehetnek az eredeti és a klón között, hogy például nagyon hitvány csapágyakat kaptam Kínából. De itt nem ez az igazán érdekes, hanem maga a koncepció, a nyomtatott alkatrészek kialakítása és a vezérlő funkciói.

Olvasóként esetleg felmerülhet benned, hogy miért vásárolgatok Kínából Prusa alkatrészeket, hiszen így nem támogatom a fejlesztés költségét. Ez igaz, viszont úgy érzem, hogy ezzel a bloggal minden tőlem telhetőt megteszek a márka magyar nyelvű népszerűsítéséért. Talán ez így többet ér, mintha egyáltalán nem írnék például erről a MINI-ről, de az eredetit nem tudom megvásárolni, csak egy kipróbálás céljából.

Felépítés, kompromisszumok

Tervezés közben igyekeztek az alacsony árra és a megbízhatóságra is egyaránt törekedni. Az az érdekes, hogy egy-egy döntéssel sikerült mindkét feltételnek egyszerre megfelelni, nem túl sok kompromisszum árán.

Az, hogy csak egy Z tengely van a nyomtatón és emiatt aszimmetrikus a felépítés, természetesen az ár lefaragásának köszönhető, más előnye nincsen. Az ilyen kialakítású nyomtató érzékenyebb a rázkódásokkal szemben. A rázkódásokat a gyorsan irányt váltó mozgó tömegek okozzák, viszont a tálca is kisebb, mint például az Mk52, így kisebb a mozgó tömeg. Sajnos elfelejtettem lemérni, de tényleg jóval könnyebb lehet, miközben X és Y irányban is 18 centiméteres, ami nem is olyan vészes megszorítás az Mk3 25 és 21 centijéhez képest. Ha valami nem fér rá, akkor az persze pech, de például nyomtató alkatrészek gyártásához elég ez a méret.

Tehát egyrészt olcsóbb attól, hogy minden tengely rövidebb, kisebb az anyagköltség, miközben a rövidebb tengelyeknek köszönhetően stabilabb, merevebb a mechanika, ami kompenzálja a puritán felépítést. Ilyesmit nagyobb méretben nem lenne értelme megépíteni, butaság például nagyobb tálcára upgradelni. Ez így korrekt, ahogy megtervezték, kitesztelték.

Természetesen az X tengely „lógni” fog valamilyen mértékben, de ezt a lógást ki lehet korrigálni a vízszint szenzor segítségével, aminek az alapbeállítása 4 x 4 mérési pont. Nem rosszabb egyébként kivárni, mint az Mk3-as 3 x 3 mérését, hiszen kisebb területet jár be a fej.

A Z oszlop viszonylag masszívan áll, az alumínium profilokon és tengelyeken kívül az egyetlen fém alkatrész itt található, ami rögzíti egymáshoz az Y profilt a Z profil aljához a Z tengelyekkel együtt. Amennyire lehet, ki van egyensúlyozva az oszlop, ez szépen látható felülnézetből:

A Z tengely két oldalán, egymással szemben, hasonló távolságra került az extruder és az X motor. Hasonlóan a HotEnd előre eső súlyának egy részét kompenzálja az 5015-ös ventilátor hátulra helyezése.

Természetesen kompromisszum maga a bowdenes hajtás is, legalábbis Josef Prusa egyáltalán nem híve ennek a megoldásnak, de ebben az esetben nem lehet egy nehéz extrudert is mozgatni az X tengelyen.

A HotEnd teljesen új fejlesztés, a szokás E3D V6 helyett egyedi hűtőblokkot kapott, ami mechanikai része is az X kocsinak. Ennek köszönhetően minimális számú alkatrészből áll a nyomtató feje, ennél könnyebb valószínű sehogy sem lehetne. Olcsóbbá is teszi a saját fejlesztés, hiszen így nem kell az E3D-től megvásárolniuk az eredeti V6-ot, ahogy az Mk3 esetében. Annyira spóroltak itt, hogy a precízebb megmunkálást igénylő all metal kialakítás helyett a PTFE cső csúszik be a torokba. De kiügyeskedték, hogy olyan pozícióban legyen a cső vége, ahol már nagyon jó a torok hűtése. Amikor a blokkot 300°C-ra hevítik, akkor a PTFE cső végénél már csak 160°C-ot lehet mérni. Ez a hőmérséklet természetesen értelmetlen, viszont ez azt jelenti, hogy lehet PET-G, sőt ASA filamentet is használni a Prusa MINI-vel.

PINDA szenzor helyett egy MINDA nevű érzékelőt kapott a MINI, ami a méretét tekintve kisebb, viszont nincs benne hőmérsékletérzékelő. Ez meglepő, hiszen sok energiát tettek a PINDA V2-be, ami szerintem egészen jól működik. Lehet, hogy egyszerűen a spórolás az oka, de a MINI tulajdonosok panaszkodnak erre a szenzorra.

Közben viszont kifejlesztették a SuperPINDA nevű hőmérsékletfüggetlen szenzort, ami kiváltja majd a PINDA V2-őt és ezt a MINDA nevűt is. Mindenesetre biztosra mentek, ugyanis a vezérlőn négy eres csatlakozója van a szenzornak, így szoftverfrissítéssel PINDA V2-re is átállhatott volna a MINI, ha vállalhatatlannak bizonyul a MINDA és nem készül el a SuperPINDA sem. Ez így lehet nagyon zagyvának tűnik, de kb. így értelmezem. 🙂

Ránézésre nem feltűnő, de nagyon sok nyomtatott alkatrésze van a MINI-nek. Gondolom ez is segít az ár alacsonyan tartásában, másrészt csökkenti a beszállítóktól való függést is. Egy hétig nyomtattam az alkatrészeket, így volt időm megfigyelni őket. Nagyon átgondolt módon, minden fontos helyen belső merevítéseket is tettek a modellekbe, ilyesmit a Skelestruder-en láttam korábban. Az Y első és hátsó panelt kimondottan nehéznek éreztem, ahogy a kezemben tartottam őket.

Amit viszont túlzó áldozatnak érzek az ár alacsonyan tartásában az az, ahogy elbántak a filament szenzorral. Nem része az alapnyomtatónak, felárért lehet kérni, vagy utólag megvásárolni. Egyébként ugyanaz az infra érzékelő a mágneses mechanikával, mint az Mk3S-ben. Az a gond ebben, hogy így nincs az extruderbe építve, ahol a kulturált helye lenne, hanem az extruderből kilógó bowden végére kell húzni, és a vezetékét is külön el kell vezetni a vezérlőig. Ennyi erővel bármilyen másik DIY filament szenzort rábiggyeszthetnénk, amit szimpatikusnak találunk a Thingiverse-en.

Az extruder viszont menő, hasonlít az áttételes Bondtech-re, de fémből van a nagyobb fogaskerék is. Az áttételi viszony 1:3-hoz, mégis normál teljesítményű motor hajtja, így nagy nyomatékra lehet képes. Érdekes, hogy nem dual gear, ahogy például az Mk3, hanem a passzív fogaskerék helyett, csak egy csapágy támasztja a filamentet. Ez nem biztos, hogy baj.

Nyomtatási minőség

Egyetlen nyomtatáson vagyok túl, mindenféle kalibráció nélkül. Nem világos még számomra, hogy az öveket milyen feszesre érdemes állítani, és az sem, hogy mennyire érdemes megfeszíteni a csavarokat. Tehát a minőséget tekintve mondjuk azt, hogy ez a minimum, amire képes a Prusa MINI.

Az ADALINDA sárkánnyal gondoltam tesztelni, ugyanis elég magasan is vannak izgalmas részek benne. A nyomtatón mindent alapbeállításon hagytam, szeletelőnek pedig a PrusaSlicer 2.3.0-rc2 használtam, szintén mindent alapbeállításon hagyva, de 0.16mm rétegvastagsággal.

Eredeti méretben két réteg fallal 5% kitöltéssel kicsit több mint kilenc órát saccolt a szeletelő és a valóságban is ennyi volt a nyomtatás ideje. Sajnos az első próbálkozás közben jött egy két perces áramszünet, így egyből meg kellett tapasztalnom, hogy sajnos a MINI-ben nincs áramszünet elleni védelem, ahogy az Mk3-ban.

Az eredményt teljesen vállalhatónak érzem, support nélkül is szépen összeértek a mellső lábak a testtel, tehát megfelelő volt a hűtés. A rétegek is viszonylag szépen egymás fölött vannak, de természetesen egyre magasabban, egyre nagyobb a rétegek imbolygása.

Ezen a nyomtatón sincs anti backlash a Z orsón, aminek az lenne a szerepe, hogy megszüntesse a holtjátékot. Z Hop beállításnál lenne értelme, amit használtam is, de az X tengely és a tálca síkjának pontatlansága miatt is folyamatosan tekergeti a Z orsót nyomtatás közben. Ettől függetlenül nem veszem észre, hogy lenne komolyabb holtjáték. Az lehet az oka, hogy nagy tömege van az Extrudernek és az X motornak, amik a gravitáció segítésével lefelé nyomják az egész tengely csatlakozását, így nincs kotyogás.

Száz éves PLA filamentet használtam 190°C beállítással. Menet közben tapogattam a hűtőbordákat, rendkívül hűvös volt végig, persze ez egy alacsony hőmérsékletválasztás volt.

Az alapbeállítás 3.2mm a retraction-re, ez nem tűnik sem túl kevésnek, sem túl soknak. Viszonylag rövid a bowden, tehát nem kell túlzásba esni, annyira pedig jó a torok hűtése, hogy ettől még nem fog megragadni az anyag. A HyperCube-on all metal torokkal PLA filamentet használva, ekkora értéknél már volt dugulásom egyébként, de szerintem a MINI HotEnd-jének jobb a hűtése, ügyesebb kialakítású.

Elsőre tehát nekem tetszett munka közben ez a kis gép.

32bit-es vezérlő, színes grafikus kijelző!

Na, de a lényeg a sok picsogás után! 😀 Ugyanis ami nagyon menő a Prusa MINI-ben, az az elektronika. Eddig a kompromisszumokról és az ár lefaragásáról irkáltam, viszont a vezérlővel kapcsolatban nem lehet fanyalogni.

Összehasonlítva az új vezérlő és kijelző mellett nevetségesnek tűnik az Mk3 8 bites architektúrája a 80-as éveket idéző karakteres képernyővel. De nem szabad igazságtalannak lenni, ugyanis egyszerűen ilyen gyorsan fejlődnek ezek az eszközök. Az EinsyRambo egyrészt forradalmi volt a megjelenésekor, hiszen először integráltak a vezérlőre TMC motor drivekerek, abból is 2130-ast, ami rengeteg extra szolgáltatást biztosított. Ettől a vezérlőtől lett igazán luxus a Prusa Mk3 a szolgáltatásait tekintve. Másrészt szinte már a megjelenésekor elavult, hiszen nem sokra rá megjelentek az SKR 32bites boardok, amik közül az SKR E3 Mini töredék áron (!) szintén integrált TMC drivereket tartalmaz, de a 2130-asnál korszerűbb 2209-eseket. Ezek kevésbé melegednek, és több áramot lehet áthajtani rajtuk, de biztosítják az összes szükséges funkciót.

Nem véletlen említettem az SKE E3 Mini-t, nagyon hasonlít a MINI Buddy vezérlője erre, itt is integrált TMC 2209-eseket használnak, és éppen csak a szükséges bemeneteket tartalmazó kompakt kialakítást kapunk.

Ami viszont egy extra, hogy LAN csatlakozó is található a vezérlőn. Egyértelműen a farm üzemmód miatt kerülhetett rá. És nem csak dísznek van ott, a firmware biztosít is egy webes felületet ezen keresztül, így Raspberry PI és OctoPrint nélkül vezérelhetjük távolról a Prusa MINI-t. Vagyis sajnos még nem vezérelhetjük, csak kijelzi a történéseket. Fura.

Itt látszódik, hogy nem mindegy, hogy 8 vagy 32 bites a processzor. Josef Prusa rendszeresen megvédi az EinsyRambo 8 bites kialakítását, azt hangsúlyozva, hogy a nyomtatás minőségéhez elégséges a 8 bit is. Ez igaz, na de a nyomtatás mellett a grafikus kijelző, vagy akár egy webserver futtatása ma már hétköznapi igény egy 3D nyomtató esetében.

8 biten a firmware frissítés is körülményes volt USB kábellel, windows verziók és usb illesztők párosítgatásával. A Prusa MINI SD kártya helyett pendrive-ot fogad, és ha rámásolunk egy új firmware-t, akkor boot-olás közben azonnal felajánlja az automatikus telepítését. Ez így annyira felhasználóbarát, hogy tényleg a leglaikusabbak is bátran frissíthetik majd a szoftvert.

A firmware egyébként lassan, de biztosan fejlődik. Egyelőre kevesebbet tud, mint az Mk3 szoftvere, viszont ezt nulláról készíti egy új fejlesztő csapat, tehát időbe telik, míg utolérik a sok év alatt kialakított elődöt.

A kijelző 2.8″ colos 65K színű, az én kínai változatomhoz viszont 3.2″-es méretűt választottam. Nem érintőkijelző, de szerintem ez nem baj. Könnyen kezelhető a tekerő gombbal, sőt konkrét számértékek bevitelére ez így alkalmasabb is.

A PrusaSlicer egy bélyegképet is elment a gcode fáljba, így a nyomtatás elindítása előtt vizuálisan is megbizonyosodhatunk arról, hogy nem kattintottunk mellé, tényleg azt fogjuk kinyomtatni, amit szeretnénk. Menő!

Egyedi firmware telepítése

A Prusa nyomtatók hardvere és szoftvere is nyílt forrású, ami egy szuper dolog. Valószínű, hogy ez a nyíltság is hozzájárult a márka sikeréhez, hiszen ilyen módon nem csak egy szűk mérnökcsapat tudja fejleszteni a termékeket, hanem a rajongók módosítási ötletei is belekerülnek. A résztvevők inspirálni tudják egymást, így folyamatosan él, pezseg a termék. A minőségre is ad egyfajta garanciát a nyílt forráskód, hiszen a hibák is nyilvánosak, így nem lehet azokat elsumákolni.

Van azonban nehézség abban, ha egyszerre kereskedelmi termék is valami és nyílt forrású is, mégpedig a felelősségvállalás és a garancia. A Prusa MINI estében – ügyvédek javaslatára – úgy döntöttek, hogy csak azokért a nyomtatókért vállalnak felelősséget, amin hivatalos firmware fut. Az óvatosság oka az, hogy egy 3D nyomtató helytelen üzemmódban akár tüzet is okozhat, ráadásul a MINI csatlakozhat az internetre, tehát akár feltörhető.

A gordiuszi csomót, hogy mégis lehessen egyedi firmware-t telepíteni, de ez egyértelmű garancia vesztést eredményezzen, úgy oldották meg, hogy a függetlenítéshez fizikailag ki kell törni egy darabot a vezérlőből. Ezt nem lehet véletlenül megtenni, tehát aki így jár el, az tudatában van annak, hogy mit csinál.

Azt hiszem, hogy érthető a gyártó álláspontja, de okozott ez a döntés zúgolódást, főleg, hogy az első vásárlók erről csak utólag értesültek. Azért is nehezményezik sokan a döntést, mert a Prusa nyomtatók is „csak” DIY 3D nyomtatók, teljesen természetes átépíteni őket, amihez szükséges lehet a szoftvert is módosítani. Lehet ez egészen kicsi módosítás is, például pár milliméter változtatása az egyik tengely hosszán. Egy byte… Mostantól választani kell a garancia vagy a módosítás között.

Furcsa következmény, hogy így elveszíti a garanciát, aki eredeti nyomtató használatával vesz részt a firmware fejlesztésében. Ezt az ellentmondást egy community developer program indításával tervezték feloldani, aminek a keretében biztosítanak csere eszközöket, de nem találtam nyomát annak, hogy ez elindult-e valójában.

Prusa MINI upgrade lehetőségek

Ahogy az Mk3 tálcájának a csavarjait is érdemes állíthatóra alakítani, a Prusa MINI esetében is érdemes ezt megtenni, hogy ne kelljen olyan sokat dolgoznia a Z tengelynek nyomtatás közben.

Ha valaki nincs megelégedve az extruderrel, akkor vásárolhat Prusa MINI-hez alakított Bondtech extrudert. A precízebb kialakítás miatt, valószínű könnyebben mozog a filament ebben a változatban:

Apróbb módosításokat találunk a Thingsivers-en, mint például a kábelek ügyesebb elvezetését célzó újratervezett alkatrészek. Valahogy ebben nem ügyesek általában az eredeti alkatrészek.

A prusaprinters.org oldalon is találunk sok jópofa kiegészítést, mint például ez a tápegység rögzítő:

A Prusa i3 Bear Upgrade facebook csoportban pedig egészen vad továbbgondolásokat találtam. Ez a kis szerkezet az eredeti koncepciót megőrizve MGN sínekkel oldotta meg az X/Y tengelyeket:

Ez a Bear upgrade tulajdonképpen csak a vezérlőt és a kijelzőt használta fel, természetesen egyedi firmware-el. A TMC2209-es driver-ek nagyobb szabadságot adnak 0,9 fokos motorok választásában, mint az Einsy TMC2130-as kialakítása. Ez az átépítés ezt az előnyt is kihasználja:

A 18×18-as tálca remek lehetőség egy MINI Bear upgrade megvalósításához. Egyrészt nagyon aranyos lehet pici méretben egy Bear, másrészt nagyon precíz nyomtatásra lehet képes a robusztus váz a rövidebb tengelyekkel és a könnyebb tálcával.

Ez a kezdemény egészen sokat őriz meg a MINI felépítéséből, de abszolúte Bear jellegű vázat használ:

Egy másik építésről készült fényképen összehasonlítható a két méret:

Ezt tényleg csak érdekességből mutatom: van aki nem tudott itt megállni. A végeredményről nehéz lenne már megállapítani, hogy honnan indult a projekt.

Mindenesetre a tálca még a MINI-ből van. 🙂

Ezek az első benyomásaim a Prusa MINI-ről. Valószínű nem fogom megtartani, mert egyszerűen túl sok 3D nyomtatót kerülgetek már a lakásban, de ettől függetlenül egy nagyon szimpatikus szerethető masinának találtam.

Ha neked több tapasztalatod van a használatával kapcsolatban, akkor kérlek írd le kommentben, hogy aki ide téved, még többet okulhasson. 🙂