Prusa XL devient grand, mais ce n’est que la moitié de l’histoire

Depuis quelques années maintenant, c’est un secret de polichinelle que Prusa Research travaillait sur une imprimante plus grande nommée, avec assez d’imagination, la Prusa XL. Positionnée à l’opposé de leur gamme de produits par rapport à la très populaire Prusa Mini, cette machine de niveau supérieur serait destinée aux amateurs sérieux ou aux petites entreprises qui ont besoin d’imprimer des objets en une seule pièce trop volumineux pour leur imprimante phare i3 MK3S+. Malheureusement, la pandémie mondiale de COVID-19 a rendu difficile pour l’entreprise tchèque de se concentrer sur la mise sur le marché d’un nouveau produit, au point que certains ont commencé à se demander si nous verrions un jour cette machine mythique.

Mais maintenant, enfin, l’attente est terminée. Ou peut-être, ça ne fait que commencer. En effet, alors que Prusa Research a officiellement annoncé son nouveau modèle XL et ouvert les précommandes pour l’imprimante à 1 999 $ + USD, elle ne devrait pas être expédiée avant au moins le deuxième trimestre de 2022. C’est déjà un délai assez important, mais compte tenu des antécédents de Prusa lorsque en ce qui concerne les lancements de produits, nous ne serions pas surpris si les premiers utilisateurs ne commencent à voir leurs machines que l’année prochaine à cette époque.

Alors, qu’est-ce que vous obtenez pour votre argent? Eh bien, pas un Prusa i3 surdimensionné, c’est sûr. Alors que beaucoup avaient supposé que le XL serait simplement une version plus grande de l’imprimante open source populaire de l’entreprise avec quelques subtilités modernes comme une carte de contrôle 32 bits, la réalité est tout autre. Bien que le prix d’achat élevé et les dimensions lourdes de la nouvelle machine puissent en faire une vente difficile pour beaucoup dans les communautés de hackers et de fabricants, il ne fait aucun doute que les améliorations techniques et les innovations intégrées à la Prusa XL donnent un aperçu de l’avenir du bureau. Marché des imprimantes 3D dans son ensemble.

Retour vers le futur

RepRap Mendel, 2009

La Prusa i3 MK3S+ est la version la plus récente et la plus évoluée d’une conception qui remonte à la RepRap Mendel développée en 2009. Il y a eu de nombreux clones et variantes de cette imprimante open source, mais fondamentalement, ils peuvent être décrits comme utilisant une imprimante cartésienne. système de mouvement dans lequel une extrudeuse aérienne se déplace le long des axes X et Z, tandis que la surface d’impression se déplace vers l’avant et vers l’arrière sur l’axe Y. La grande majorité des imprimantes 3D de bureau modernes utilisent aujourd’hui des variantes de cette conception, intégrant souvent les améliorations apportées par Prusa Research au fil des ans.

Donc, pour l’observateur occasionnel, le plus grand changement apporté à la Prusa XL est sûrement que la machine est basée sur un système de mouvement complètement différent qui ne ressemble en rien à tout ce que l’entreprise a produit jusqu’à présent. Avec ce style de mouvement, l’extrudeuse se déplace dans les dimensions X et Y et le lit se déplace verticalement pour constituer l’axe Z. L’un des principaux avantages de cette disposition est que la pièce imprimée est beaucoup moins sollicitée, en particulier lorsque la machine se déplace à grande vitesse.

Plutôt que de secouer rapidement le lit d’avant en arrière, ce qui peut introduire des artefacts d’impression visuels, il est abaissé lentement et en douceur au fur et à mesure que l’imprimante passe à la couche suivante. Ceci, combiné à la rigidité inhérente du cadre plus cubique, permet des vitesses d’impression plus rapides que celles que l’on obtient traditionnellement sur les machines Mendel/i3. Dans le cas de la Prusa XL, cela est particulièrement important, car la machine aura besoin de toute la vitesse qu’elle peut pour travailler à travers des impressions qui occupent une partie importante de ses 36 × 36 × 36 cm (14,17 × 14,17 × 14,17 pouces) volume de construction.

RepRap Darwin, 2007

L’agencement spécifique des courroies et des moteurs pas à pas utilisés par le Prusa XL est officiellement connu sous le nom de CoreXY, une implémentation relativement moderne axée sur la vitesse et la simplicité. Mais de nombreux éléments de conception, tels que la contrainte de l’extrudeuse aérienne à un mouvement bidimensionnel et l’abaissement du lit au fur et à mesure que l’impression progresse, rappellent Darwin, la toute première machine RepRap. Bien qu’il existe des imprimantes 3D commerciales qui ont adapté l’approche de Darwin, notamment celles de Makerbot et Ultimaker, elles ont fait peu de progrès auprès de la foule des amateurs.

Prusa boucler la boucle et abandonner le design qu’ils ont aidé à populariser serait un véritable choc, mais heureusement, ce n’est pas ce qui se passe ici. La conception de l’i3 ne s’adapte tout simplement pas bien et, compte tenu des dimensions du XL, n’a probablement pas été en mesure d’atteindre les objectifs de performance de l’entreprise. Donc, pour ce produit particulier, ils ont décidé de retourner à la planche à dessin.

Dans le même temps, le coût et la taille du XL visent clairement un marché plus élevé que celui traditionnellement recherché par Prusa. Ainsi, bien que cette imprimante plus grande ait peut-être adopté un nouveau design, l’i3 que les pirates et les fabricants adorent ne va nulle part. Mais cela ne signifie certainement pas que d’autres caractéristiques du XL ne feront pas leur chemin vers le reste de la famille Prusa.

Les cloches et les sifflets abondent

La taille de la Prusa XL est évidemment ce qui distingue la machine, mais à y regarder de plus près, il y a un certain nombre d’améliorations très intéressantes qui ne sont pas spécifiquement liées à l’échelle de la machine. En d’autres termes, ce sont les caractéristiques que Prusa (et leurs concurrents) envisageront probablement de les inclure dans d’autres produits une fois que les problèmes auront été résolus et que les conceptions auront été légèrement optimisées en termes de coûts.

L’un d’eux est le nouveau chauffe-lit segmenté. Traditionnellement, les imprimantes 3D utilisaient un grand coussin chauffant pour amener tout le lit à température ; une approche simple mais inefficace. Avec son lit inhabituellement grand, cette inefficacité était tout simplement trop grande pour être ignorée, alors Prusa a plutôt utilisé une gamme de radiateurs plus petits. L’avantage le plus évident de cette approche est qu’elle permettra un chauffage plus localisé et ciblé. Pourquoi gaspiller l’énergie et le temps nécessaires pour chauffer l’ensemble du lit avant chaque impression alors que vous n’en avez pas besoin ? Mais même sur des lits plus petits, une gamme de radiateurs aurait ses avantages. Par rapport à un grand radiateur, leur fonctionnement en alternance mettrait moins de pression sur le bloc d’alimentation et aurait moins tendance à induire une déformation sur la surface d’impression.

Prusa a également complètement repensé l’ensemble extrudeur pour le XL et a supprimé le capteur inductif utilisé pour le nivellement du lit. Dans ce nouveau « Nextruder », une cellule de charge sur mesure intégrée au dissipateur thermique du hotend permet d’utiliser la buse de l’imprimante comme sonde physique pour détecter la position du lit. Cette approche promet d’être plus précise que le capteur sans contact précédent et ne dépend pas de la conductivité ou des propriétés magnétiques du matériau du lit. Nous avons déjà vu cela dans le domaine du bricolage, et le mérite est que Creality et Anycubic ont mis en œuvre une fonctionnalité similaire sur leurs nouvelles imprimantes. Prusa semble avoir poussé la capacité un peu plus loin, car leur communiqué de presse affirme que le capteur de charge dans la hotend est également capable de détecter quand l’imprimante s’est bloquée; une capacité qui a été discrètement supprimée de l’i3 MK3S lorsqu’il a été déterminé que le capteur optique utilisé pour détecter le mouvement du filament était trop capricieux.

Enfin, la Prusa XL embrasse pleinement l’électronique de contrôle 32 bits qu’elle a expérimentée pour la première fois sur la Mini en 2019. Ce n’est guère une surprise, car même la moins chère des imprimantes 3D de bureau abandonnera ses microcontrôleurs 8 bits. Mais Prusa est particulièrement bien placé ici car ils ont eu quelques années pour affiner leur firmware 32 bits, et il semble que le XL obtiendra des versions améliorées des fonctionnalités qu’ils ont testées sur leur imprimante d’entrée de gamme, tels que le contrôle du réseau et les aperçus d’impression 3D.

Plus de MMU ?

Il y avait beaucoup d’enthousiasme à propos de la mise à niveau multi-matériaux (MMU) de Prusa, et alors qu’ils passaient de la version initiale qui nécessitait un moteur pas à pas pour chaque matériau à l’approche beaucoup plus raffinée qui pouvait couper le filament et le charger dans l’extrudeuse sur -demande, il était clair que l’entreprise réfléchissait beaucoup au concept. Mais comme l’attesteraient de nombreux propriétaires de MMU, la réalité de l’utilisation de l’appareil a toujours laissé à désirer. Il y a tout simplement trop de pièces mobiles impliquées, au propre comme au figuré, pour rendre le système fiable avec une seule extrudeuse.

Prusa XL avec extrudeuses supplémentaires.

C’est pourquoi sur le Prusa XL, ils n’essaient même pas. Plutôt que d’alimenter différents filaments dans une seule extrudeuse pour obtenir une impression multicolore ou multi-matériaux, le XL bascule simplement entre jusqu’à cinq extrudeuses qui ont déjà été chargées avec les filaments appropriés.

Naturellement, cela implique beaucoup d’ingénierie et de matériel supplémentaires, car l’imprimante doit pouvoir basculer rapidement et avec précision entre les extrudeuses des centaines, voire des milliers de fois au cours d’une longue impression. Mais si c’est fait correctement, c’est certainement l’approche la plus fiable. Il offre également des possibilités alléchantes, car la technique ne doit pas se limiter aux extrudeuses. Que cela se produise par le biais d’une mise à niveau officielle ou de moyens de bricolage, il semble inévitable que nous verrons un Prusa XL brandir un laser avant trop longtemps.

Le Prusa XL mettant en œuvre des capacités complètes de changement d’outil semblerait de mauvais augure pour le MMU. Même après des années de raffinement, l’entreprise n’avait pas suffisamment confiance en la technologie pour l’offrir en option sur sa nouvelle machine haut de gamme. La chance que nous voyions un développement ultérieur sur la MMU semble mince à ce stade, mais il pourrait y avoir une lueur d’espoir : il se peut que Prusa envisage de mettre en œuvre des capacités de changement d’outils similaires, bien qu’un peu plus limitées, en option sur la prochaine génération de leur imprimante i3.

La forme des choses à venir

Le Prusa XL a beaucoup de technologies fascinantes à bord, dont nous venons de couvrir les points forts ici. Bien que certaines d’entre elles soient sans aucun doute mieux adaptées aux machines grand format, il va de soi qu’au moins quelques-unes de ces fonctionnalités se répercuteront sur les modèles i3 et Mini à mesure que ces machines arriveront à leurs prochaines versions évolutives. En regardant un peu plus loin, il est également presque certain que d’autres fabricants tenteront de mettre en œuvre leurs propres versions de ces fonctionnalités. Donc, que vous l’obteniez ou non de Prusa, il y a fort à parier que vous bénéficierez d’au moins certaines de ces avancées si vous envisagez d’acheter une nouvelle imprimante 3D au cours des deux prochaines années.