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MK4 von Prusa

Das Gerät in bewegten Bildern und mit Tonspur


Wie offen ist das Gerät?

Kategorie Bemerkung Info
Firmware Der Quelltext der von Prusa entwickelten Firmware ist frei erhältlich.
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Software Maschinendaten können mit gängiger Open Source Software zur Generierung von Gcode aufbereitet werden.
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Hardware Alle Verbindungen sind geschraubt, Ersatzteile sind beim Hersteller erhältlich.
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Elektronik Komponenten auf der Hauptplatine sind alle beschriftet.
Schrittmotortreiber sind auf der Platine aufgelötet und können nicht getauscht werden.
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Website Website des Herstellers bietet Firmware updates inklusive Quellcode zum Download
Alle weiteren Dokumente zum MK4 sind ebenfalls als Download erhältlich.
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Patente Prusa stellt seine gesamte Entwicklungsarbeit frei von Patenten zur Verfügung.
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Das Gerät im Detail

Abbildung 1:
Über die Jahre wurde das klassische Druckerdesign des Prusa mit dem Druckkopf an der XZ-Achse und dem Druckbett an der Y-Achse konsequent weiterentwickelt. Der daraus entstandene MK4 ist auf sehr einfache Bedienung bei hoher Druckqualität ausgelegt. Hochwertige Komponenten stehen für eine lange Lebensdauer des Gerätes.

Technische Daten

Kategorie Wert Bemerkung
Druckbereich 250x210x220mm  
Abmessungen 500×550×400mm Ohne Filamentspule
Duckbettheizung Bis 120°C  
Hotend Bis 290°C  
Firmware Prusa  
Extras Filamentsensor
Druckdaten können über USB-Stick, LAN oder WLAN eingelesen werden.
 

Packungsinhalt

Abbildung 2:
Geliefert wird der Prusa MK4 gut verpackt mit allen Teilen nach Baugruppen sortiert.

Montage

Abbildung 3:
Ich habe mich für die Bausatz-Version des MK4 entschieden. Für Anfänger ist anzuraten, zum komplett montierten Drucker zu greifen, dann so ein wenig Erfahrung im Umgang mit Druckern und Werkzeug ist von Vorteil, um all die Teile zu einem funktionierenden Drucker zu verbinden. Die neuste Version der Bauanleitung in verschiedenen Sprachen ist auf der Herstellerseite herunterzuladen. Diese ist extrem umfangreich und lässt keine Fragen offen. Ein ganzer Tag ist in's Land gezogen, bis ich den Drucker in Betrieb nehmen konnte.

Mechanik

Abbildung 4:
Sowohl die X, als auch die Y-Achse werden längs von 8mm Rundstäben mit Linearkugellagern geführt. Die Riemenspannung kann über Schrauben justiert werden, wozu das mitgelieferte Sechskant-Werkzeug benötigt wird. Diese Schrauben liegen etwas versteckt, was die Sache fummelig gestaltet. Die Spannung kann aber sehr feinfühlig justiert werden.
Die Z-Achse wird längs von 10mm Rundstäben geführt und der Antrieb erfolgt hier an beiden Enden der X-Achse über Trapetzgewinde.
Endschalter für die Achsen besitzt der Drucker keine, der Anschlag wird von der Firmware rein elektronisch über die Schrittmotortreiber ermittelt - somit kann hier nichts verschleißen.

Der Direktextruder bewegt das Filament über ein Planetengetriebe mit einer Untersetzung von 10:1. Der Lüfter für die Bauteilkühlung kann zwecks besserem Zugang zur Düse weggeklappt werden und wird im Betrieb von zwei Magneten in Position gehalten. Das komplette Hotend ist über zwei Rändelschrauben befestigt und kann somit schnell herausgenommen werden.

Elektronik

Abbildung 5:
Die Schrittmotortreiber sind auf der Hauptplatine fest verlötet. Auf dem Mikrocontroller Typ ST32 läuft die von Prusa entwickelte Firmware, deren Source Code frei verfügbar ist. Das Netzteil liefert eine Ausgangsspannung von 24V bei einer Leistung von bis zu 240W.

Testdrucke

Die G-Code und stl Dateien der Tests zum Prusa MK4 gibt's als Download-Paket.

Abbildung 6:
Der erste Test besteht in der Prüfung der Level-Funktion. Gedruckt werden 12, über das Druckbett verteilte Scheiben mit einem Durchmesser von je 50mm. Die Schichthöhe beträgt 0.2mm, die Druckgeschwindigkeit ist auf 15mm/s gesetzt.
Mehr gibt's in den Details zum Testverfahren nachlesen.

Abbildung 7:
3D Benchy mit 30mm pro Sekunde
Details zum Testverfahren.

Bei den folgenden Schnelldrucken der Benchy kommt es mit zunehmender Geschwindigkeit weniger darauf an zu sehen, was schlecht ist, sondern vielmehr, was noch gut gedruckt wird.
Details hierzu gibt's in dem Kapitel zum Testverfahren.

Abbildung 8:
3D Benchy mit 60mm/s
Details zum Testverfahren.

Abbildung 9:
3D Benchy mit 90mm/s
Details zum Testverfahren.

Abbildung 10:
3D Benchy mit 120mm/s
Die Bauteilkühlung funktioniert gut, selbst das mit 120mm/s in 30 Minuten gedruckte Benchy sieht noch gut aus.
Details zum Testverfahren.

Abbildung 11:
Um große Objekte schnell zu drucken, muss möglichst viel Kunststoff pro Zeiteinheit extrudiert werden, was hier getestet wurde.
Schichthöhe: 0.4mm
Extrusionsweite: 0.7mm
A, F, K, P = 30mm/s
B, G, L, Q = 60mm/s
C, H, M, R = 70mm/s
D, I, N, S = 80mm/s
E, J, O, T = 90mm/s
Erst bei 90mm/s zeigen sich Fehler auf der Zylinderoberfläche. Die Abweichung im Gewicht beträgt dann 3g.
Wie die Ergebnisse erzielt wurden und auf was zu achten ist, steht in den Details zum Testverfahren.

Abbildung 12:
Kettenglied eines Roboterfahrzeugs mit den Abmessungen 25x27x12mm
Druckzeit: 14 Minuten


Meine Einschätzung

Der Prusa MK4 ist ein extrem nutzerfreundlicher 3D Drucker mit open Source Hard- und Software. Selbst Anfänger können mit diesem Gerät qualitativ hochwertige Drucke ohne viel Justierarbeiten produzieren. Der von Prusa geleistete Support garantiert, dass Ersatzteile und Firmwareupdates für viele Jahre geliefert werden. Wer einen 3D Drucker sucht, der einfach funktioniert, ist mit dem MK4 definitiv gut beraten.


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