Het Prusa XL Topic
Naar aanleiding van de aankondiging op 19 november 2021 dat er uit de koker van Prusa Research een nieuwe 3D printer aan komt, leek het mij aardig hier een apart topic over te maken. De printer is namelijk pas vermoedelijk in Q2/Q3 2022 leverbaar, maar men neemt al pre-orders aan. In de tussentijd moeten geïnteresseerden en pre-orderers een plek hebben om met elkaar over deze 3D printer te discussiëren. Ook als later de eerste previews/reviews opduiken, kunnen die hier besproken worden.Wat maakt deze 3D printer zo bijzonder?
In de eerste plaats is het een lang verwachte printer. Er werd al langer gefluisterd dat er een groot formaat printer aan zat te komen, maar hoe groot precies, en waar deze in de markt gepositioneerd zou worden, was nog onduidelijk. Velen verwachtten een opvolger van de bekende i3 Mk3S+, maar toen men in oktober 2021 op de Dubai Expo 2020 het Prusa Pro AFS (Automated Farm System) presenteerde, werd duidelijk dat de XL elementen van deze professionele printer zou delen. Joseph Prusa hintte daar ook op.Wat is CoreXY?
Het bijzondere aan deze printer is ook de technologie. Het is namelijk een CoreXY printer, wat slaat op de kinematiek van de printer, ofwel hoe deze beweegt. Er zijn een aantal manieren om de printkop te bewegen terwijl er warm plastic uit de spuitmond komt om zodoende, laag voor laag, een object te printen. Voor een uiteenzetting van alle technologieën van 3D printers verwijs in naar het Open Source 3D Printing topic.Een CoreXY printer is zodanig opgebouwd, dat de printkop, ook wel toolhead genoemd, het enige is dat beweegt op XY as. Bij andere systemen bevinden zich op deze assen ook nog de motoren om de beweging in die richtingen te realiseren. En hoe meer gewicht er heen en weer bewogen moet worden, hoe groter de kans op artefacten in het printresultaat. Dit komt doordat er steeds versneld en vertraagd wordt, en het extra gewicht van de motoren heeft invloed op deze bewegingen. Dus hoe minder gewicht, hoe beter. De CoreXY systematiek behelst een complex stelsel van snaren om de bewegingen van de motoren, die vast zitten aan het frame, over te brengen op de XY assen:
In deze illustratie zie je twee manieren om het portaal (gantry) van een CoreXY printer te bewegen. Wie goed oplet, ziet dat elke motor (we zien er twee, links- en rechtsvoor) de toolhead zowel in X als Y richting laat bewegen. Dus elke motor kan de toolhead diagonaal laten bewegen. Door een goed gecoördineerd samenspel kan de toolhead overal razendsnel komen.
Het printbed van deze printer beweegt van boven naar beneden om de print te voltooien. Dat is ook iets waar verschillende CoreXY printers zich in onderscheiden: bij de een beweegt de XY gantry in de Z richting (boven/beneden), en bij de andere zoals deze Prusa XL, gaat het bed op en neer. En bij het ene model is het printbed opgehangen aan de 4 hoekpunten, anderen hebben een 3-punts ophanging, en bij de Prusa XL rust het bed op een plaat die met 2 zogenaamde lead screws op en neer beweegt. Ik geloof niet dat het ene systeem persé beter is dan het andere; het is een samenspel met de rest van de constructie. Bekende CoreXY printers zoals de Voron en RatRig printers zijn bijvoorbeeld ontworpen om zeer hoge printsnelheden te behalen. Dat betekent dat je andere keuzes moet maken dan wanneer je die hoge snelheid minder belangrijk vindt, maar betrouwbaarheid en printkwaliteit hoger hebt staan op het lijstje. Wat niet betekent dat die andere printers minder betrouwbaar zijn of niet met hoge kwaliteit printen; je ontwerp wordt gewoon anders.
Overige bijzondere kenmerken
Hoewel het CoreXY verhaal in het geval van deze printer wel min of meer de show steelt, heeft deze printer nog meer opvallende features die je niet zo snel op andere printers aantreft. In ieder geval niet in de markt voor consumenten 3D printers.- groot bouwvolume: 36x36x36cm
- gesegmenteerd verwarmd printbed
- Nextruder, een nieuwe, zelf ontwikkelde extruder
- load cell sensor in de heatsink (oa tbv z-offset calibratie)
- nieuwe nozzle die makkelijk en snel te wisselen is (ism E3D)
- toolchanger tot 5 toolheads (optioneel)
- officieuze Klipper support
Groot bouwvolume
Prusa heeft de naam XL niet zomaar gekozen. Het printvolume mag fors genoemd worden.Waar de i3 MK3S het nog moet doen met 25x21x21, krijgt de XL een royale 36x36x36. Dat dicteerde eigenlijk ook het CoreXY concept, want een i3 opschalen tot dat volume zou betekenen dat je allerlei aanpassingen moet doen aan het frame om dit goed stijf te krijgen. Een CoreXY printer heeft een kubus als frame en is dus van zichzelf erg stijf.Gesegmenteerd verwarmd printbed
Normaal gesproken heeft een 3D printer een verwarmd bed uit één stuk aluminium dat wordt verwarmd vanaf de onderkant, waar dan een verwarmingselement op geplakt zit. Hoe groter het bed, hoe lastiger het wordt om dit snel en goed warm te krijgen. Het kost ook nogal wat stroom, zeker bij een groot volume printer. Bovendien heb je kans op het vervormen van die aluminium plaat door het verwarmen en afkoelen (uitzetten/krimpen). Prusa heeft een noviteit op dit gebied door het bed te verdelen in vlakken van 9x9cm en die individueel te verwarmen. Elk segment heeft een kleine marge om zich heen om uit te kunnen zetten zonder het buur-segment weg te duwen. Op deze manier wordt voorkomen dat het bed vervormt. Bovenop deze segmenten ligt dan een magnetische flexibele plaat waarop je daadwerkelijk print.Bijkomend voordeel van de segmenten is dat men nu ook een deel kan verwarmen als je maar een deel van het bed gebruikt. Of de segmenten om en om verwarmen als je de hele plaat eenmaal op temperatuur hebt. Door slimme algoritmen kan je zo veel stroom besparen.
De Nextruder
Prusa is bijzonder trots op hun nieuw ontworpen extruder, de Nextruder. De naam geeft al aan dat dit de 'Next Generation' is voor hen. Tot nu toe gebruikte men extruders van Bondtech, maar deze heeft men zelf ontwikkeld over een periode van 3 jaar. Deze extruder bevat veel nieuwe features, wat op zich niet vreemd is als je bedenkt dat dit onderdeel de 3D printer maakt tot wat het is. Dit is de 'business end' van de printer.De Nextruder bevat een geheel nieuwe 'versnellingsbak', een stelsel van tandwielen en overbrengingen om het filament van de rol naar de nozzle te geleiden. Dit is altijd een lastig proces, want je mag niet te hard trekken, niet teveel druk zetten op het filament, maar de flow van filament naar de hotend moet ook constant zijn. Prusa denkt ook hier weer het ei van Columbus te hebben gevonden met het 'zero-backlash cycloidal gearbox with a large no-slip drive gear'
Ik ga geen moeite doen om daar een goede vertaling voor de vinden. Volgens Wikipedia is een cycloidal drive een mechanisme om de snelheid van een as te vertragen met een bepaalde ratio. Cycloidal vertragers kunnen een hoge ratio hebben, met een compacte bouw en hele lage terugslag of slip. Dat zijn gunstige eigenschappen voor een extruder. Een dergelijke constructie heeft veel kracht (koppel) en is toch erg compact, waar je normaal gesproken grote tandwielen nodig hebt. Het vervangt het 'oude' systeem waarbij je twee relatief kleine tandwielen hebt die het filament naar binnen trekken. De Nextruder heeft één groot tandwiel en dus een groter contactoppervlak met het filament, waardoor er meer kracht gezet kan worden, zonder het filament plat te drukken of kapot te trekken.
De Nextruder heeft een eigen break-out board (printplaat met connectoren naar buiten) waarop alle componenten van de Nextruder (motor, verwarmingselement, sensoren) op aangesloten zijn. Deze print is met één enkele draad verbonden met de hoofdcontroller en voorzien van een eigen CPU en stepper driver. Zo is deze relatief eenvoudig te wisselen. Dit heeft ook te maken met de optionele toolchanger, die later aan bod komt.
Load cell sensor in de heatsink
De heatsink is eigenlijk een onderdeel van de Nextruder, maar de load cell sensor is een dermate bijzondere toevoeging dat ie een eigen paragraaf krijgt. Een load cell sensor is simpel gezegd een druksensor. Deze is ook weer zelf ontworpen en geïntegreerd in de heatsink, die uit één stuk bestaat. De heatsink is het deel boven het verwarmingselement waar het filament doorheen gaat op weg naar de nozzle. De heatsink is ontworpen om warmte kwijt te raken en er blaast dan ook normaal gesproken een fan op. In deze heatsink zit dus een druksensor waarmee men kan meten of de nozzle het bed raakt. Deze sensor is dermate gevoelig dat een speciale bed probe zoals de SuperPinda (dat is de sensor die Prusa op de i3 gebruikte) niet meer nodig is. Het systeem zou zó goed werken, dat de gebruiker niet meer zelf met een papiertje aan de gang moet om de zogenaamde z-hoogte (afstand van de nozzle tot het bed) te calibreren. Dat kan de printer nu zelf en daarmee garandeert Prusa zelfs dat je altijd een perfecte eerste laag hebt. De eerste laag is bij het 3D printen enorm belangrijk want dat is je 'fundament' van de print. Dat zal wennen worden voor de mensen die gewend waren op hun knietjes bij de printer te zitten om te kijken of de eerste laag goed gaat. Snel draaien aan stelwieltjes onder het bed of via het menu de hoogte van de kop afstellen is nu dus niet meer nodig (claimt Prusa).Maar die load cell sensor kan nog meer. Prusa zegt dat ze met deze sensor ook het verstoppen van de nozzle kunnen detecteren. Het is een analoge sensor, die volgens Prusa behoorlijk nauwkeurig is en hen in staat stelt meerdere zaken te meten en met slimme software te reageren door bijvoorbeeld de print te pauseren als er een blokkade in de nozzle wordt gedetecteerd, of zelfs nog vòòr dat moment.
Nieuwe nozzle
In samenwerking met E3D heeft men een nieuwe nozzle ontwikkeld die op een compleet nieuwe manier gemonteerd zit waardoor de gehele hotend in één keer uit de extruder gehaald kan worden. Zo is het wisselen van een nozzle veel gemakkelijker geworden. Zo kun je bijvoorbeeld 'even snel' een grotere nozzle monteren om printtijden te verkorten. Het wisselen van een nozzle was altijd een vervelend karwei, waarbij je nog een keer de boel moet natrekken als de hotend opgewarmd is omdat alles uitzet.Dit systeem klinkt heel erg als het, eveneens van E3D, zojuist gelanceerde Revo systeem, maar Prusa garandeert ons dat dat niet zo is. Het zal er wel erg veel op lijken, maar Prusa heeft er zijn eigen plasje over gedaan kennelijk.
Toolchanger tot 5 toolheads
Een van de meer spectaculaire opties van de Prusa XL is de toolchanger. Hiermee kun je tot 5 toolheads op de printer hebben, die tijdens de print gewisseld kunnen worden. Volledig automatisch. Denk hierbij aan verschillende kleuren, of soorten filament, maar ook verschillende nozzle maten, maar ook hele andere toolheads. Een toolhead kan bijvoorbeeld ook een laserkop zijn om te graveren. Ik ben benieuwd wat men daarmee gaat doen in de toekomst.Het basismodel van de XL heeft één toolhead en als je de toolchanger optie erbij koopt, krijg je in principe één extra toolhead. Die kun je dan weer uitbreiden tot (op dit moment) 5 toolheads. Daarvoor is een extra printplaat nodig met de benodigde aansluitingen. Dit is de reden dat op de toolhead een print zit met de connectoren en een eigen CPU en stepper driver. Als je nl iets anders dan een 3D printkop erop zet, moet die op de juiste manier kunnen worden aangestuurd.
Prusa heeft een volledig automatisch systeem ontwikkeld met een kinematische koppeling zonder electromagneten of andere actieve onderdelen. Het systeem zou zeer precies zijn en volledig automatisch calibreren. Dat is uiteraard noodzakelijk, want als je bijvoorbeeld van toolhead wisselt naar een andere kleur filament, moet de nieuwe kop natuurlijk op exact de juiste plek doorgaan waar de andere gebleven is. En tolerantie zijn bijzonder klein in het 3D printen. Het systeem maakt ook hier weer gebruik van die load cell sensor om zichzelf te calibreren, volledig automatisch. Dus geen calibratieprints meer. De toolhead tikt alleen maar even de calibratiepin aan en stelt zo zelf de juiste offset waarden in. In TellSell zou dit een waarlijke Amazing Discovery zijn

Officieuze Klipper Support
Opvallend is dat Prusa in de aankondiging schrijft dat hoewel de XL welliswaar een snelle printer zal zijn, ze 'm niet tot op het bot gaan tunen. Verwacht er geen top 10 noteringen in de #SpeedBoatRace mee te behalen. Voor Prusa ligt de nadruk op kwaliteit en betrouwbaarheid. Wie toch wil spelen met alle parameters van de printer, kan dat doen door Klipper te installeren. Prusa heeft gezegd dat zij overwegen een offciële, maar niet ondersteunde, Klipper firmware uit te brengen. Dat betekent dus dat zij ervoor gaan zorgen dat je een versie van Klipper kunt compileren die op de Prusa XL hardware kan draaien. Dit valt dan weer niet onder de support die je normaal gesproken op je Prusa 3D printer hebt, wat op zich logisch is. Voor Klipper support kun je op Discord terecht, en de vele andere groepen op Facebook, Reddit etc waar de Klipper gebruikers zich ophouden.Prijzen
Na zo'n parade aan innovatieve features wil iedereen natuurlijk weten wat al dat moois moet kosten en wanneer je 'm kunt hebben. Hij komt pas naar verwachting Q2/Q3 2022. Prusa heeft géén vaste data genoemd en op dit moment wordt er nog druk gefinetuned en de laatste issues glad gestreken. Het kan dus zomaar een kerstkado worden...Toch kun je al je pre-order kwijt, om je plaatsje in de rij vast zeker te stellen. Die rij zal best lang zijn, want dit is Prusa, en Prusa heeft veel fans. De pre-order kost €200 en dit bedrag wordt afgetrokken van het bedrag dat je voor jouw uitvoering moet betalen. Zodra men aan uitleveren toe is, krijg je daar bericht van en kun je nog de laatste wijzigingen aanbrengen en eventueel opties toevoegen. Je hoeft je nu dus nog niet vast te leggen voor de versie met 5 toolheads. En sowieso zijn dat soort zaken altijd later nog uit te breiden als je de printer al in bezit hebt. Je kunt op dat moment ook nog afzien van de aankoop en dan krijg je de aanbetaling weer terug.
- Prusa XL met één toolhead – €2099
- Prusa XL met de toolchanger optie en één extra toolhead – €2599
- Prusa XL met toolchanger en 5 toolheads – €3699
Tot slot
De Prusa XL mag met recht een beest van een 3D printer genoemd worden, zowel qua formaat, features en ook qua prijs. Maar het is ook zeer zeker een innovatieve printer. Prusa heeft echt heel veel werk verzet om een printer te maken waarbij, volledig in de stijl van Prusa, gebruiksgemak, kwaliteit en de totale gebruikerservaring hoog in het vaandel staan. Doordat Prusa de gehele stack in eigen beheer heeft, kunnen ze net als Apple, een unieke gebruikerservaring bieden. Daarbij is Prusa volledig open source, dus je kunt straks (net als voor de andere 3D printermodellen van Prusa) CAD files downloaden van het frame en de 3D te printen onderdelen, source code van de firmware en de slicer, enz.
De prijs zal een hoop mensen afschrikken, maar Prusa is nooit een prijsvechter geweest. En ondanks dat de i3 ook open source is en er zelfs 100% klonen te koop zijn bij AliExpres, hebben ze toch ruim 100.000 exemplaren weten te verkopen. En dat terwijl de i3 ook niet de goedkoopste 3D printer is. Je hebt een Ender 3 voor minder 1/3 van de prijs. De grote verkoopargumenten voor Prusa printers zijn uiteindelijk de betrouwbaarheid, printkwaliteit en gebruiksgemak. Een Prusa print gewoon. En als alles PR praatjes over de Prusa XL waar gemaakt worden, gaat dat ook voor deze printer op. Ondanks de complexiteit van een CoreXY printer, en dankzij de innovatieve features die men ontwikkeld heeft. Prusa toont zich hiermee (wederom) een leider in deze branche door te blijven innoveren en zaken te ontwikkelen die je nergens anders ziet. Daar zit inderdaad een fors prijskaartje aan. Om de prijs in perspectief te plaatsen: de populaire doe-het-zelf printers met een vergelijkbaar bouwvolume van Voron, Hevort en RatRig zijn niet heel erg veel goedkoper. Een beetje afhankelijk van hoe je shopt, want op de RatRig na, moet je zelf al je onderdelen opzoeken, er zijn namelijk geen officiële kits te koop. De prijs voor die printers komt dan uiteindelijk neer op €1500-€1800 en je moet ze zelf volledig in elkaar zetten. Dat is heel leuk voor de mensen die dat een onderdeel van de hobby vinden en handig genoeg zijn. In ieder geval krijg je met de Prusa XL een volledig ondersteund apparaat, dat uitvoerig getest is en waarbij je ofwel een deel zelf in elkaar moet zetten, dan wel volledig geassembleerd wordt afgeleverd. Het één is niet persé beter of slechter dan het ander, het is een keuze. Maar naast een volledige DHZ printer is de basisprijs niet buitensporig te noemen.
Vooralsnog moeten we op dit moment (november 2021) nog even een maand of 9 wachten...dan maar een filmpje:
Poll: Heb je een Prusa XL ge-preordered?
• Ja, de standaard versie
• Ja, met toolchanger en 2 heads
• Ja, met toolchanger en 5 heads
• Nee
Tussenstand:
Ook een poll maken? Klik hier
Ook wel aardig om te weten waarom iemand juist niet besteld heeft. Niet dat het verplicht is, maar gewoon uit nieuwsgierigheid:
Poll: Waarom heb je geen Prusa XL besteld?
• Te duur
• Ik wacht tot ie leverbaar is
• Ik bouw mijn eigen (XL) printer
• Ik heb al een Voron, HeVort, RatRig oid
• Niet nodig voor mij
• Ik wil geen Prusa
Tussenstand:
Ook een poll maken? Klik hier
[Voor 10% gewijzigd door mphilipp op 21-11-2021 23:13. Reden: Klipper verhaal toegevoegd]