La Prusa i3 es una familia de impresoras 3D de modelado por deposición fundida , fabricada por la empresa checa Prusa Research bajo el nombre comercial Original Prusa i3 . Como parte del proyecto RepRap , las impresoras Prusa i3 fueron consideradas las impresoras 3D más utilizadas del mundo en 2016. [1] La primera Prusa i3 fue diseñada por Josef Průša en 2012 y se lanzó como un producto de kit comercial en 2015. El último modelo (Prusa MK4 a la venta a partir de marzo de 2023) está disponible tanto en versiones de kit como ensambladas en fábrica. El bajo costo comparable de la Prusa i3 y la facilidad de construcción y modificación la hicieron popular en la educación y entre los aficionados y profesionales, y la impresora Prusa i3 modelo MK2 recibió varios premios en 2016. [2]
La serie i3 se comercializa bajo una licencia de código abierto , lo que ha llevado a muchas otras empresas e individuos a producir variantes y clones del diseño. El nombre i3 hace referencia a que la impresora es la tercera versión del diseño. [3] Se utilizó hasta la Prusa i3 MK3 y sus variantes, pero se eliminó del último modelo, la Prusa MK4.
Las impresoras 3D RepRap Mendel, concebidas por primera vez en 2009, se diseñaron para ensamblarse a partir de piezas impresas en 3D y componentes comúnmente disponibles en el mercado (denominados "vitaminas", ya que no pueden ser producidos por la propia impresora). [4] [5] Estas piezas incluyen varillas roscadas , husillos , varillas lisas y cojinetes, tornillos, tuercas, motores paso a paso , placas de circuitos de control y un "extremo caliente" para fundir y colocar materiales termoplásticos. [6] Un mecanismo cartesiano permite la colocación de material en cualquier lugar de un volumen cúbico; este diseño ha continuado durante todo el desarrollo de la serie i3. La "cama de impresión" plana (la superficie en la que se imprimen las piezas) se puede mover en un eje (Y), mientras que dos varillas horizontales y dos verticales permiten el movimiento de la herramienta en dos ejes, designados X y Z respectivamente.
Josef Průša fue uno de los desarrolladores principales del proyecto RepRap, que había desarrollado previamente una "cama de impresión" calentada por PCB . Adaptó y simplificó el diseño de RepRap Mendel, reduciendo el tiempo de impresión de piezas de plástico en 3D de 20 a 10 horas, cambiando al uso de dos motores de eje Z para simplificar el marco e incluyendo bujes impresos en 3D en lugar de cojinetes normales. [7] [8] Anunciada por primera vez en septiembre de 2010, la impresora fue bautizada como Prusa Mendel por el propio Průša. [9] Según la wiki de RepRap, "Prusa Mendel es el Ford Modelo T de las impresoras 3D". [10] [11]
Průša simplificó su diseño de Mendel y lanzó "Prusa Iteration 2" en noviembre de 2011. Los cambios en las piezas permitieron un ensamblaje a presión (sin necesidad de pegamento); se necesitaron menos herramientas para construir y mantener esta versión. Aunque no era obligatorio, se recomendaron poleas fabricadas con paso fino y cojinetes lineales LM8UU en lugar de sus equivalentes impresos para obtener resultados "profesionales". [12] [13]
Para la comunidad de RepRap era evidente que la construcción del marco del eje Z triangular con varillas roscadas tenía limitaciones en cuanto a resistencia y estabilidad, y que sería necesario que la superficie de la impresora creciera sustancialmente para que aumentara la altura máxima de impresión. Chris Palmer (que publica como "Nophead") creó "Mendel90" en diciembre de 2011, una impresora que utiliza un marco de MDF estilo pórtico . [14] [15] [16] Mejoró la velocidad y la precisión de la impresión al reemplazar los soportes superiores del marco Mendel (que se torcían o desalineaban fácilmente si no se apretaban correctamente) con un marco rígido cortado de material de hoja sólida, ensamblado como un plano estructural y dos planos mecánicos en ángulos de 90 grados uno del otro. Los dos motores del eje Z de Prusa se trasladaron de los soportes flotantes en la parte superior a estar fijados a la parte inferior del marco vertical, y se fabricó un panel compuesto Dibond para una placa de montaje rígida para la cama caliente.
En mayo de 2012, Průša lanzó un rediseño importante, centrado en la facilidad de construcción y uso, y ya no estructurado en torno al hardware común más simple disponible como lo eran las impresoras RepRap anteriores. [17] La Prusa i3 utilizó un marco vertical rígido de aluminio cortado con chorro de agua de una sola pieza con una gran abertura para el área de impresión y puntos de montaje duros para los componentes del eje Z, similar a la Mendel90. Una segunda pieza del marco sirvió como un soporte liviano para la cama caliente. En lugar de tener una placa base, Prusa mantuvo las varillas roscadas M10 para sostener el eje Y de la cama caliente. Usó un extremo caliente de acero inoxidable de una sola pieza, apto para alimentos, llamado Prusa Nozzle, que imprimía con filamento de 3 mm, y usó varillas roscadas M5 como tornillos de avance en lugar de M8. [18] [19] [20] [21] [22]
En mayo de 2015, Průša lanzó un kit completo de la i3 bajo la marca "Original Prusa i3". [1] Después de descubrir que el filamento de 1,75 mm era mucho más común que el de 3 mm, Průša abandonó la Prusa Nozzle y rediseñó el extrusor en torno a un hot end de terceros, el E3D V6-Lite. Al notar que la calidad de impresión había mejorado mucho, presentó la nueva versión i3 de 1,75 mm en agosto de 2015. [23] [24] El modelo original se denominó retrospectivamente MK0 o "marca cero", mientras que el nuevo modelo pasó a conocerse como "MK1".
Průša lanzó la Prusa i3 MK2 en mayo de 2016. Fue la primera impresora 3D para aficionados con nivelación de cama de malla y corrección automática de sesgo de geometría para los tres ejes. Las características incluían un mayor volumen de construcción, motores paso a paso personalizados con tornillos de avance integrados, un sensor inductivo sin contacto para nivelación automática y una versión reescrita del firmware Marlin . [25] [26] [27] Otras características nuevas incluyen una superficie de impresión de polieterimida , una placa controladora Rambo y un hotend E3D V6 Full. [28] [29] La Prusa MK2 se convirtió en la primera impresora RepRap compatible con Windows 10 Plug-and-Play USB ID. [30]
En marzo de 2017, Průša anunció en su blog que la Prusa i3 MK2S revisada se enviaría en lugar de la Prusa i3 MK2. [31] Las mejoras citadas incluyen pernos en U para sujetar los cojinetes LM8UU donde se habían usado bridas , cojinetes y varillas de mayor calidad, un soporte mejorado para el sensor de inductancia, una mejor gestión de cables y una nueva cubierta electrónica. Se ofreció un kit de actualización a los propietarios de la MK2 para agregar estas mejoras.
En septiembre de 2017, se lanzó Prusa i3 MK3 , comercializada como "inteligente". [32] A partir de este modelo, la base y el eje Y se ensamblaron con extrusión de aluminio, eliminando la última de las varillas roscadas estructurales del diseño de Mendel. Se incluyeron un nuevo extrusor con engranajes de transmisión duales Bondtech, ventiladores más silenciosos con monitoreo de RPM , velocidades de impresión más rápidas, un sensor de nivelación de cama actualizado , una nueva placa electrónica llamada "Einsy", motores paso a paso más silenciosos con controladores de micropasos de 128 pasos y una cama calefactora magnética con láminas de acero recubiertas de PEI intercambiables. [33] Los componentes eléctricos se actualizaron para funcionar con la nueva fuente de alimentación de 24 voltios . La impresora también ofrece enchufes dedicados para conectar Raspberry Pi Zero W que ejecuta una bifurcación del software de código abierto OctoPrint para impresión inalámbrica.
Las características de facilidad de uso incluyen un detector de filamento, que permite a la impresora cargar filamento cuando se inserta y pausar la impresión si el filamento se atasca o se agota; controladores de motor paso a paso con corrección de errores que evitan cambios de capa debido a pasos omitidos; y recuperación después de cortes de energía . El sensor de temperatura ambiente confirma la temperatura ambiente adecuada y detecta conexiones eléctricas sobrecalentadas en la placa principal.
A los usuarios existentes de MK2 y MK2S se les ofreció una actualización parcial de $199 llamada MK2.5, limitada a funciones que son más económicas de actualizar. [34] Después de los comentarios negativos de la comunidad, Prusa puso a disposición una actualización completa de MK2S a MK3 más cara de $500. [32] [35]
En febrero de 2019, se lanzó Prusa i3 MK3S , junto con Multi Material Upgrade 2S (MMU2S), que permite seleccionar cualquiera de los 5 materiales diferentes para imprimir juntos de forma automática. [36] Los cambios de MK3S incluyen un sensor de filamento optomecánico simplificado, enfriamiento de impresión mejorado y acceso más fácil para realizar el mantenimiento del extrusor. [37]
Prusa realizó un cambio continuo a partir de noviembre de 2020 en la Prusa i3 MK3S+ . [38] Este modelo tiene un sensor de nivelación de cama revisado y cambios menores en las piezas.
En marzo de 2023, la compañía anunció la Prusa MK4 y la versión 3 de la Unidad Multi Material (MMU3). [39] Este modelo presenta una nueva versión de su sistema de extrusión "Nextruder" visto por primera vez en la Prusa XL, nivelación de lecho de celda de carga sin ajuste, un extremo caliente totalmente metálico reemplazable modular, una pantalla táctil a color y un marco de aluminio fundido a presión [40] , un carro Y (soporte del lecho calefactor) y un marco del extrusor. [41] La placa del procesador principal de 32 bits incluye circuitos de seguridad y monitoreo adicionales, un conector de red, un puerto para el MMU3 y un módulo Wi-Fi . Este es el primer diseño basado en Mendel de Prusa que incluye soporte para monitoreo y soporte local y en la nube.
El cambio a motores paso a paso de 0,9 grados y la adición de modelado de entrada y avance de presión permiten que el diseño de estilo Mendel imprima más rápido y evite los artefactos de zumbido y otros patrones indeseables impuestos al objeto que se está fabricando, aunque no tiene las ventajas de la estructura en forma de caja de las impresoras CoreXY . [42] Sin embargo, Průša ha declarado que la calidad de impresión, no la velocidad máxima, es su objetivo de diseño. Hay una disposición para un acelerómetro, que a menudo se usa en la impresión 3D para el autoajuste del modelado de entrada, pero ese componente no está incluido en el diseño final.
Cuando se anunció, el software para la conformación de la entrada y la recopilación de datos de los sensores no estaban terminados, y la Unidad Multimaterial no estaba lista para su lanzamiento. Los kits de actualización para los modelos anteriores tampoco estaban disponibles para su envío. El 5 de febrero de 2024, comenzaron a enviarse los kits de actualización a MK3.5 para el MK3. [43] [44] El funcionamiento con pantalla táctil no se habilitó formalmente hasta abril de 2024. [45]
En agosto de 2024, Prusa lanzó la Prusa MK4S junto con kits de actualización para los propietarios de impresoras Prusa i3 anteriores. [46] La MK4S trajo una mejora marginal con respecto a la MK4 anterior, con un enfriamiento mejorado de las piezas, velocidades de impresión más rápidas y más.
Después de la MK3S, Prusa presentó otros modelos como la Prusa SL1 ( impresora SLA ), la Prusa Mini (con un brazo en voladizo ) y la Prusa XL (que utiliza un método CoreXY dentro de una estructura de marco completo). Estas impresoras no son iteraciones del diseño de marco de Mendel.
Con todos los aspectos del diseño disponibles libremente bajo términos de código abierto y hardware abierto , empresas e individuos alrededor del mundo han producido copias, variantes y actualizaciones de Prusa i3 en forma ensamblada y en kit, y miles de ellas se ofrecieron a la venta ya en 2015. [47] [48] [49] En lugar de competir directamente con ellas, la estrategia de Prusa Research es buscar el refinamiento continuo de sus diseños. [50]
Todos los modelos Prusa i3 utilizan filamento de impresión 3D como materia prima para fabricar piezas.
Al igual que otras impresoras RepRap, la Prusa i3 es capaz de crear muchas de sus propias piezas, y los diseños están disponibles de forma gratuita para reparaciones, réplicas y rediseños. Anteriormente, se imprimían en plástico ABS ; ahora, Prusa Research utiliza principalmente PETG . [64] Prusa Research mantiene una "granja de impresión" de 600 impresoras 3D (a octubre de 2021) para fabricar las piezas de plástico para los productos de la marca Original Prusa. [65] [66]
Cuando se presentó por primera vez el diseño de la Prusa i3 en 2012, las impresoras RepRap utilizaban con frecuencia controladores de hardware abierto, como un Arduino Mega combinado con un protector Arduino que proporcionaba el resto de los circuitos, como la placa RAMPS. [67] Se empezaron a comercializar versiones todo en uno, como la placa RAMBo. [68] Como producto comercial, la Prusa i3 original hasta la MK2 utilizaba Mini-Rambo. Las versiones MK3 cambiaron a placas Einsy Rambo para proporcionar las características deseadas, como un funcionamiento más silencioso. [69] La MK4 utiliza xBuddy, la primera placa de 32 bits utilizada en la serie i3. [70]
Todos los productos originales de Prusa utilizan el firmware de impresión 3D Marlin. [71] [72] [73]
Al extruir la primera capa, el cabezal de impresión debe estar a una distancia precisa de la plataforma de impresión para lograr una adhesión adecuada. Muchas impresoras 3D dependen del usuario para completar este proceso ajustando la altura de la plataforma en varias ubicaciones ("nivelación de la plataforma"). Para automatizar este proceso, los modelos Prusa i3 a partir de la MK2 en 2016 tienen un sensor llamado PINDA (Prusa INDuction Autoleveling [74] ) para detectar la altura de la plataforma de impresión en diferentes ubicaciones y luego ajustarla al imprimir ("nivelación automática"). [75]
La serie PINDA requiere un ajuste electrónico de la altura Z que puede variar para diferentes superficies de lecho calefactado o diferentes boquillas. El sensor de la celda de carga compensa automáticamente las variaciones en el tamaño de la boquilla, el grosor y la expansión de la superficie del lecho calefactado, lo que elimina los ajustes almacenados para este propósito.
La característica distintiva de la i3 respecto de sus predecesoras es el marco vertical, que puede adoptar muchas formas. Entre ellas se incluyen marcos de una sola hoja cortados de acero o acrílico, marcos de caja de madera contrachapada o tableros de fibra de densidad media y Lego . [77] [78] [79] [80] La extrusión de aluminio económica se utiliza habitualmente, tanto por los entusiastas de las impresoras como por los fabricantes de impresoras i3 "clón". [81] [82] Algunos derivados de la i3 del mercado masivo, como la Creality Ender 3, utilizan rodillos contra el propio marco extruido en lugar de varillas y cojinetes de precisión para reducir el coste y la complejidad.
Además de los extrusores de filamento Prusa i3 estándar, otros han creado extrusores de posventa y cabezales de herramientas para entusiastas, incluido un soldador MIG y un cortador láser. [83] [84] [85] Prusa ofreció una colección de herramientas y programas de cocina funcionales bajo el nombre "MK3 Master Chef Upgrade" como una broma del Día de los Inocentes en 2018. [86]
.jpg/1280px-Prusa_Mendel_(iteration_2).jpg)
{{cite web}}: |last1=tiene nombre genérico ( ayuda ){{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )