Prusa MK4 - FDM 3D-Drucker oder -Kit

Ein Überblick

Der Prusa MK4 ist ein Open-Source- und Open-Material FFF-3D-Drucker, der von Prusa3D, einem der wichtigsten Unternehmen in der 3D-Druckbranche und Hersteller eines der am häufigsten verwendeten 3D-Drucker, entwickelt und konzipiert wurde. Die 3D-Drucker von Prusa zeichnen sich durch ihre kontinuierliche Innovation aus, wobei sie stets bestrebt sind, die höchstmögliche Leistung zu erzielen, mit kontinuierlichen Updates, mit Preisen, die für jede Art von Benutzer zugänglich sind, und mit einer strengen Qualitätskontrolle.

Bild 1: Der Prusa MK4 3D-Drucker. Quelle: Prusa3D.

Der Prusa MK4-Drucker basiert auf der neuen 32-Bit-Verbundarchitektur (xBuddy Mainboard) und dem Extruder der nächsten Generation (Nextruder). Die herausragendsten Merkmale des Prusa MK4 Druckers sind seine Hochgeschwindigkeitsdruckfähigkeiten, seine Wartungsfreundlichkeit, seine Benutzerfreundlichkeit, sein geräuschloser Betrieb und eine breite Palette an kompatiblen Materialien (Open Source) wie PLA, PETG, ABS, ASA, Flex, HIPS, PA, PVA, PC, PP, CPE, PVB, NGEN, Verbundwerkstoffe und mehr.

Video 1: Die wichtigsten Funktionen des Prusa MK4-Druckers. Quelle: Prusa3D.

Der Prusa MK4 hat eine Baufläche von 250 x 210 x 220 mm, viele fortschrittliche Sensoren für zusätzliche Sicherheit und Effizienz, eine automatische Bettnivellierung, eine benutzerfreundliche Schnittstelle und viele Anschlussmöglichkeiten. Mehr als 90 % der Teile wurden im Vergleich zum Prusa MK4 Vorgänger, dem Prusa MK3, ersetzt oder verbessert. Einige der Upgrades umfassen:

• Ein steiferer Rahmen für bessere Vibrationsdämpfung, verbesserte gedruckte Teile und dickere Z-Achsen-Stangen.
• Automatische Nivellierung mit einem Loadcell-Sensor und vollautomatische Kalibrierung der ersten Schicht.
• Ein verbesserter Extruder mit geändertem Design und Schnellwechseldüsensystem.
• Verbesserte Konnektivität, eine RGB-Statusleiste und ein neuer Schnittstellenbildschirm.

It should be noted that this Prusa MK4 printer is delivered without any extra printing sheet and in the color version black and orange. Apart from the printer (assembled or in a DIY kit version), the basic package includes a handbook, a 1 kg of black Prusament filament, a spoolholder, a USB with sample prints, a toolset, and various maintenance accessories and spare parts. Add-ons such as the MMU3 multi-color printing module or the original Prusa enclosure or extra printing sheets (smooth, textured or satin) must be purchased separately.

Es ist zu beachten, dass dieser Prusa MK4-Drucker ohne zusätzliches Druckblatt und in der Farbversion Schwarz und Orange geliefert wird. Neben dem Drucker (zusammengebaut oder in einer DIY-Kit-Version) enthält das Basispaket ein Handbuch, 1 kg schwarzes Prusament Filament, einen Spulenhalter, einen USB-Stick mit Druckbeispielen, ein Werkzeugset sowie diverses Wartungszubehör und Ersatzteile. Erweiterungen wie das MMU3-Multicolor-Druckmodul oder das Original Prusa-Gehäuse oder zusätzliche Druckbögen (glatt, strukturiert oder satiniert) müssen separat erworben werden.

Die technischen Daten des MK4-Druckers werden im Folgenden im Detail erläutert.

Merkmale im Detail

Das weiterentwickelte Extrusionssystem

Das Herzstück des MK4-Druckers ist der Nextruder-Extruder der nächsten Generation, der mit einem Planetengetriebe (Übersetzung 10:1) ausgestattet ist und Extrusionstemperaturen von bis zu 300 ºC erreichen kann. Der Kühlkörper ist aus Aluminium und das Hetend ist ganz aus Metall gefertigt.

Bild 2: Das MK4-Extrusionssystem. Quelle: Prusa3D.

Mit den intelligenten Lösungen Input Shaper und Pressure Advance kann der Drucker Resonanzen im Druck eliminieren und den Fluss des Filaments vorhersagen. Das Gesamtergebnis dieser Extrusions-Upgrades ist eine Verkürzung der Druckzeit um bis zu 70 % im Vergleich zum MK3-Drucker. Eine weitere praktische Lösung für den Nextruder ist das angepasste Breakout Board. Das bedeutet, dass alle Lüfter, Heizungen, Thermistoren usw. direkt auf der Platine angeschlossen sind und der Austausch eines dieser Elemente nur eine Minute dauert.

Bild 3: Der MK4 kann viel schneller drucken als der MK3. Quelle: Prusa3D.

Eine weitere zeitsparende Lösung ist das Quick-Swap-Düsensystem. Dank zweier Schnellverschlüsse an der Seite des Nextruders lassen sich die Düsen so einfach wie nie zuvor austauschen. Die im Lieferumfang des MK4-Druckers enthaltene Düse ist eine spezielle 0.4 mm-Düse mit einer Ganzmetall-Filamentführung anstelle eines PTFE-Rohrs. Dies verbessert die allgemeine Zuverlässigkeit des Druckers. Ein einfacher Nextruder-zu-V6-Adapter ist separat erhältlich.

Chassis, Achsen und Druckbett

Der MK4-Drucker ist mit robusteren Kunststoffteilen, neuen präzisen 0.9°-Schrittmotoren an der X- und Y-Achse und Trinamic 2130-Schrittmotor-Treibern ausgestattet. Die Schrittmotoren helfen, vertikale Feinartefakte auf den Drucken zu vermeiden. Außerdem sind die Stangen der Z-Achse jetzt dicker (10 mm), was zu besser aussehenden Drucken führt, selbst bei problematischen Filamenten wie Flexiblen.

Bild 4: Das verbesserte Fahrgestell und die Achsen des MK4. Quelle: Prusa3D.

Der MK4-Drucker ist mit einem magnetischen Heizbett (bis zu 120 ºC) mit einem abnehmbaren PEI-Federstahlblech ausgestattet. Das Druckbett wird automatisch über eine Netzbettnivellierung kalibriert. Dank des präzisen Loadcell-Sensors kann der MK4 eine perfekt glatte und gleichmäßige erste Schicht erzeugen.

Bild 5: Der präzise Loadcell-Sensor für die automatische Bettnivellierung. Quelle: Prusa3D.

Zu Beginn eines Druckvorgangs tippt der Drucker mit der Düse in einem gitterartigen Muster auf die Druckoberfläche, um den Abstand zu messen und dann die korrekten Versätze zu berechnen. Das Ergebnis ist eine perfekte erste Schicht auf jeder Oberfläche, ohne manuelle Anpassungen.

Sicherheitsfunktionen

Um ein reibungsloses 3D-Druckerlebnis zu bieten und Effizienz und erfolgreiche Drucke zu gewährleisten, ist der Prusa MK4-Drucker mit mehreren Sensoren ausgestattet, die für die Erkennung von Druckfehlern und die Alarmierung des Benutzers verantwortlich sind. Der MK4 verfügt über einen eingebauten Filament-Sensor (Hall-Sensor), der den Druckvorgang automatisch unterbricht, wenn das Filament ausgeht. Darüber hinaus verfügt das MK4 über einen Loadcell-Sensor für die automatische Bettnivellierung, ein Power Panic-System (vollständige Wiederherstellung nach einem vollständigen Stromausfall) sowie 4 hochpräzise Thermistoren (Original Semitec), Drehzahlüberwachung der Lüftermotoren, Hardware-Überhitzungserkennung, Überstromschutz und doppelte Spannungsüberwachungsfunktionen.

Konnektivität, Prusa Slicer und UI

Der MK4-Drucker wird vollständig von Prusa Connect unterstützt, einer Software, die es dem Benutzer ermöglicht, den Drucker über eine Internetverbindung zu steuern. Mit Prusa Connect ist es möglich, G-Codes per Drag-and-Drop in das Browser-Fenster zu ziehen, um Druckdateien zunächst in die Cloud hochzuladen (jeder Benutzer erhält 2 GB kostenlos) und sie dann auf den USB-Speicher des Druckers zu übertragen und den Druck aus der Ferne zu starten. Die gesamte Kommunikation ist verschlüsselt. Diese Funktion ist besonders nützlich für 3D-Druckerfarmen.

Bild 6: Beispiel für die Prusa Connect Schnittstelle. Quelle: Prusa3D.

Obwohl der MK4 ein 3D-Drucker ist, der mit den meisten Druckprogrammen wie Cura oder Simplify kompatibel ist, bietet Prusa3D mit Prusa Slicer eine spezielle Software an, die auf die Prusa 3D-Drucker zugeschnitten ist. Prusa Slicer hat ein einfaches, intuitives und benutzerfreundliches Design und ist dennoch eine sehr leistungsfähige Software, die eine Vielzahl von Anpassungen, Standard-Materialeinstellungen für über 150 Materialien und integrierte Werkzeuge (organische Stützen, Slicing, automatische Objektverteilung) bietet.

Bild 7: Der Prusa MK4 LCD-Bildschirm und die Benutzeroberfläche. Quelle: Prusa3D.

Der Prusa MK4 wird über einen 3.5-Zoll-Grafik-LCD-Bildschirm mit 65k Farbe und eine unkomplizierte Benutzeroberfläche gesteuert, die G-Code-Miniaturansichten, QR-Codes und andere Elemente unterstützt, die die Verwendung des Druckers so einfach wie möglich machen. Viele der bestehenden Menüs wurden neu gestaltet und eine anpassbare Fußzeile wurde hinzugefügt. Eine weitere Neuerung ist eine RGB-Statusleiste unterhalb des LCD-Bildschirms, die den aktuellen Status des Druckers anzeigt. Neben dem LCD-Display befindet sich ein USB-A-Anschluss für Standard-USB-Flash-Laufwerke.

Erhältlich als Bausatz, montiert oder montiert mit Enclosure

Beim Kauf des Prusa MK4 gibt es drei Möglichkeiten: zusammengebaut, zusammengebaut mit Enclosure oder als Bausatz.

Bei der ersten Option wird davon ausgegangen, dass der 3D-Drucker bereits zusammengebaut, kalibriert und getestet ist, mit vollständiger Garantie. Wenn Sie den 3D-Drucker bereits zusammengebaut kaufen, sparen Sie Zeit beim Zusammenbau, haben die Gewissheit, dass er gut kalibriert ist, und können sofort nach Erhalt mit dem Drucken beginnen. Außerdem erhalten Sie professionellen Support für alle spezifischen Fragen.

Die zweite Option besteht darin, den MK4-Drucker bereits vollständig montiert mit dem offiziellen Prusa Enclosure auch montiert zu erwerben. Außerdem enthält das Enclosure, das mit diesem Drucker geliefert wird, alle Extras, die im Prusa Enclosure enthalten sind. 

Die dritte Option ist das Prusa MK4 DIY Kit, das alle Teile enthält, die für den Zusammenbau des 3D-Druckers benötigt werden. Dieser Prozess kann einige Stunden oder mehr in Anspruch nehmen, vor allem für diejenigen, die neu in der Welt des 3D-Drucks sind. Es stellt sich jedoch als eine sehr bereichernde Erfahrung heraus, da es hilfreich ist, jedes Bauteil zu kennen, zu wissen, wie es installiert wird und wie der 3D-Drucker funktioniert, was als Grundlage für die Lösung möglicher zukünftiger Probleme dient. Prusa3D enthält eine sehr detaillierte Anleitung, in der die Teile gut voneinander unterschieden und die Kabel vorbereitet und auf Maß geschnitten sind, um den Zusammenbau zu erleichtern. Es enthält auch ein Handbuch über den 3D-Druck für die Benutzer, die gerade erst anfangen. Darüber hinaus gibt es eine große Community, die bereit ist, jedem Nutzer in Not zu helfen.

Zuverlässigkeit, Leistung und Erschwinglichkeit

Es gibt zwar andere 3D-Drucker, die genauso preiswert sind wie der MK4, aber sie bieten ein einfacheres Druckerlebnis. Im Gegensatz dazu ist der Prusa MK4 ein Drucker mit einem sehr erschwinglichen Preis, aber mit professionellen Fähigkeiten. Er ist ein perfekter 3D-Drucker für Benutzer, die in die Welt des 3D-Drucks einsteigen, wegen seiner Benutzerfreundlichkeit und seiner niedrigen Kosten, und für Profis wegen seines großen Potenzials und seiner Ergebnisse.

Bild 8: Mit Prusa MK4 3D-gedruckte Teile. Quelle: Prusa3D.

Der Prusa MK4 eignet sich hervorragend als Primärdrucker, aber auch als Zusatzdrucker (zum Beispiel als Teil einer 3D-Druckerfarm). Die potenziellen Anwendungen für den Prusa MK4-Drucker umfassen nicht nur den häuslichen Bereich, sondern auch den Bildungsbereich sowie die Herstellung von Architektur, Design und sogar Prototypen für Bereiche wie die Automobilindustrie.