3D 打印是一个新兴行业,我也是长期的玩家,对 3D 打印比较了解,而现在这个行业更是如火如荼,也变得越来越内卷了。最近也是有感而发,想说说 3D
打印机的主板。
3D 打印机的主板其实就是 定制化的开发板 。 功能主要为 3D 打印服务
,仅此而已。然后你会发现几乎所有的主板都是基于我们见过的芯片设计而来。
ATmega2560
而我第一个接触到的是 ATmega2560 这个芯片的主板。当时几乎所有的 3D 打印机主板都是基于 2560。至于原因还是因为那个时候正是 Arduino
的高光时刻吧。基本上刚入门的创客们玩的都是 Arduino。
而 2560 是 Arduino 里引脚里算是相当的多的一款。所以理所当然的选择了它,而选择这个芯片还有一个重要的原因就是 Marlin 固件。
Marlin 最初于 2011 年为 RepRap 和 Ultimaker 创建。今天,Marlin 在世界上大多数的 3D 打印机上运行。Marlin
可靠,精确,提供出色的印刷质量。而 Marlin 这么普及的原因还有一个,就是它适配的芯片和 3D 打印机主板很多,你在淘宝上买到的 3D
打印机主板可以说全部都支持 Marlin,这是一件非常厉害的事儿
STM32
随着 3D 打印机的发展,需要运算的数据也越来越多,虽然 ATmega2560 依然是个稳妥的选择,但是 STM32 那诱人的性能,确实比较吸引人。
这个时候大量的基于 STM32 的开发板出现,这个时候,依然是 Marlin 的天下,但是也出现了不少别的固件,比如
Smoothieware,这种配置更方便的固件。
也出现了 Duet2 这种配置起来比较方便的开发板。这个时候已经可以通过使用 ESP8266 来进行远程控制和传输切片文件了,但是速度是比较慢。
Klipper 的出现
说实话这个其实是我在发现 Voron 这个 3D 打印机开源项目后发现的,我想很多人可能都是通过 Voron 认识了 Klipper。可以说 Klipper
和 Voron 有点相互成全的感觉。
而想要运行 Klipper,首先你需要一块 树莓派 ,安装 Klipper 和 OctoPrint 。再通过 USB 线连接到 3D
打印主板了。这个时候,基本上是 Klipper 支持什么样的主板,就配什么样的主板 。而看到 Klipper
文档里步进性能测试的比较之后,我觉得这个时候 2560 彻底被打入冷宫了,特别是价格差不多的时候。
可以看到 RP2040 都吊打大部分 STM32 开发板,而 ATmega2560 这个 8 位处理器性能垫底。
这个时候 3D 打印机的质量和稳定性上可以说是有了一定的提高。而通过 OctoPrint 配合 Klipper
可以实现远程控制打印机,快速的传输切片文件,通过摄像头查看打印状态,各种插件也是非常具有可玩性。
后 Klipper 时代
最近树莓派多贵大家也清楚,那想要用 Klipper 怎么办,这个时候,国产开发板开始抓住机遇了。Klipper
其实需要的配置并不高,于是现在很多开发板基本上都能流畅运行 Klipper 了。
而随着的 Fluidd,Mainsail 的出现,用 klipper 的门槛是越来越低。
octoprint 在树莓派上运行是比较卡顿的,而且官方不支持中文,各种配置太多,太复杂了,上手门槛较高
现在想要用 klipper 可以直接一键脚本,选择一下,直接搞定
甚至一些开发板的文档里,手把手教你咋安装 Klipper
芯片的短缺还造成了一个好玩的,就是各类芯片同样开始百花齐放。
比如基于 RP2040 的开发板,尺寸和树莓派一致,使用时可以直接插拔,非常方便
基于 ESP32 的开发板(ESP32 暂时无法使用 Klipper)
专门做 3D 打印机的厂商也使用全志 H6,RK3328 这些芯片设计了专门适配 3D 打印场景的开发板
还有些厂商直接将 MPU 和 MCU 做在了一个板子上,之前在用 Klipper 时,需要树莓派,然后用 USB 线连接到 3D
打印主板上,现在只需要一块开发板,更小更简洁了。
现在基本上形成了,最低端的控制方案是 ATmega2560,再高级一些基于 STM32 的开发板 F407、F447 等开发板。
再高级一些的需要先买一块树莓派,或者其他的类似性能的开发板,再搭配上 STM32 这些 3D 打印机主板。
最后是一块开发板完美实现安装 Klipper 和控制 3D 打印机的开发板。
而现在 3D 打印机也有在往人工智能的方向的趋势。就比如最近众筹的拓竹科技的 3D 打印机,带有一个激光雷达,通过计算补偿,保证打印精度。
相当感慨,3D 打印机也是见证了这几年开发板和技术的发展。3D
打印作为一个融合性的产物,里面融合了机械,电子,程序,材料,可以说是一堆集成了现代科技的机器。每一项似乎都是成熟的技术。但是能用是一回事儿,好用是另一回事儿。10 年前,3D 打印机可以说是凑合能用,而现在 3D 打印机越来越好用了。很多人说 3D
打印没有任何技术含量,就是现代技术,组装出来的东西,我之前也这么认为,现在我不这么想了。能把这些技术融合好,运用好,也很厉害。3D 打印机,可以说是你 想要探索电子,机械,材料的钥匙 。3D 打印机的每一项部件你都可以在网上买到,网上教程非常多,组装出来一台 3D
打印机并不难,我也一直倾向于大家自己去设计组装 3D 打印机。真的可以学到不少东西。
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