Klipper x Marlin:um confronto abrangente de firmware de impressora 3D

Klipper e Marlin são duas implementações populares de firmware de impressora 3D. O Marlin foi desenvolvido pela primeira vez em 2011 e é o firmware de impressora FDM (modelagem de deposição fundida) mais popular atualmente. É fácil de usar, confiável, preciso e compatível com a maioria das impressoras 3D. O Klipper foi desenvolvido em 2016 com uma filosofia de design única e foco na velocidade e qualidade de impressão. Por causa disso, ela ganhou popularidade rapidamente, a tal ponto que vários fabricantes conhecidos de impressoras 3D lançaram impressoras 3D baseadas em Klipper.

Neste artigo, comparamos o firmware Klipper com o Marlin em termos de como eles funcionam, como lidam com tarefas de processamento e suas principais vantagens e desvantagens.

O que é o firmware Klipper?

Klipper é um projeto de firmware de impressora 3D de código aberto gratuito. Tudo começou em 2016 com foco na melhoria das velocidades de processamento das impressoras 3D. Hoje em dia, a Klipper suporta velocidades de impressão de 500 mm/s ou mais e foi pioneira em recursos como modelagem de entrada e avanço de pressão suave, que melhoram drasticamente a qualidade das impressões.

O Klipper apresenta uma filosofia de design onde a carga computacional é dividida entre os controladores. Um controlador de 32 bits, como um Raspberry Pi, realiza conversões de código G computacionalmente caras em instruções de máquina. O microcontrolador principal de 8 bits da impressora 3D é então usado para interagir diretamente com o hardware e retransmitir as instruções convertidas.

Qual é a finalidade do firmware Klipper?

O objetivo do firmware Klipper é converter o código G em instruções de hardware para os motores de passo de uma impressora 3D e fazer interface com o hardware para produzir um objeto impresso em 3D. A filosofia de design da Klipper envolve o uso de uma placa de computador poderosa para converter o código G em instruções de baixo nível e, em seguida, o uso de um controlador menos potente para fazer interface com os motores de passo, aquecedores e extrusoras da impressora 3D.

Como funciona o firmware Klipper?

O firmware Klipper funciona convertendo o código G em instruções para o hardware instalado na impressora 3D. Isso pode incluir a incorporação de recursos avançados, como modelagem de entrada e avanço de pressão, nas instruções de movimento enviadas a essas impressoras. 

Esses cálculos de conversão de código G ocorrem em uma placa de computador relativamente poderosa, como um Raspberry Pi. As instruções de movimento resultantes são então enviadas para uma placa de controle menos potente que faz interface direta com os motores e é a única responsável por retransmitir as instruções aos motores.

Quando usar o firmware Klipper?

O firmware Klipper pode ser usado com qualquer impressora 3D compatível, para aproveitar a impressão de alta qualidade e alta velocidade resultante. O Klipper requer algum nível de conhecimento técnico para ser instalado corretamente, mas a introdução de “ajudantes de instalação” reduziu essa barreira de entrada. Se você deseja aproveitar ao máximo sua impressora 3D e tem um conhecimento básico de computadores, vale a pena experimentar o Klipper.

Como o firmware Klipper lida com tarefas de processamento em comparação com o Marlin?

O Marlin executa todas as tarefas de processamento na placa controladora principal de 8 bits da impressora. Isso inclui a conversão do código G em instruções de movimento e a interface com os motores de passo e a extrusora. Klipper usa uma abordagem de processamento na qual divide a carga de trabalho computacional entre vários controladores. Os controladores padrão são reservados exclusivamente para interface com motores. Placas de computador mais poderosas são usadas para lidar com operações computacionalmente caras que ocorrem ao converter código G em instruções de movimento. Normalmente, um Raspberry Pi é usado para isso, mas outras placas de computador baseadas em Linux de 32 bits também podem ser usadas.

Quais são os recursos do firmware Klipper?

O firmware Klipper possui os seguintes recursos, entre outros:

1. Impressão em alta velocidade: Capaz de atingir velocidades líderes do setor em motores de passo, permitindo impressão em alta velocidade de até 500 mm/s.
2. Planejamento de movimento de alta resolução: Isso pode alcançar um planejamento de movimento altamente preciso e detalhado, o que melhora a qualidade de impressão.
3. Personalização: Facilmente configurável com arquivos de configuração e apresenta muitas interfaces web diferentes para trabalhar, dependendo de sua preferência.
4. Modelagem de entrada: Modelagem de entrada pioneira, que pode compensar vibrações e ressonâncias que aparecem em objetos impressos como fantasmas ou toques. A modelagem da entrada altera o movimento da extrusora para eliminar vibrações. Fá-lo utilizando modelos matemáticos para calcular e alterar um movimento de forma a compensar as vibrações causadas por movimentos anteriores. 
5. Avanço de pressão suave: O avanço de pressão suave altera a forma como a impressora extrusa o filamento. O avanço de pressão tradicional tenta realizar mudanças instantâneas na velocidade de extrusão. No entanto, isto provoca um atraso na extrusão, onde existe um atraso entre o início do aumento da pressão e a extrusão real do filamento. Isto causa subextrusão no início de um avanço de pressão e superextrusão no final.  O avanço suave da pressão evita quando a extrusora deve aumentar e diminuir a pressão. Nestes pontos, a extrusora começará a aumentar a pressão um pouco mais cedo para que o filamento comece a fluir no momento correto. No final da extrusão, a pressão começará a diminuir mais cedo, para que o filamento pare de fluir mais cedo, antes que ocorra a superextrusão. Isso leva a impressões mais uniformes e com menos defeitos.

Como o firmware Klipper melhora as capacidades de usinagem CNC?

Muitos dos principais recursos do firmware Klipper podem ser traduzidos em recursos de usinagem CNC, incluindo:processamento rápido, controle remoto, personalização, alta resolução e planejamento de movimento preciso. No entanto, o Klipper foi desenvolvido exclusivamente com a impressão 3D em mente, portanto, muitas peças básicas de funcionalidade do CNC, como:troca de ferramentas, apalpamento e controle de fresamento, estão completamente ausentes do firmware em sua implementação atual. Existem esforços para adicionar alguns desses recursos básicos para tornar o Klipper adequado para usinagem CNC.

Qual é a principal vantagem do firmware Klipper?

A principal vantagem do firmware Klipper é a velocidade e a qualidade de impressão. As impressoras 3D executadas no firmware Klipper são capazes de atingir velocidades de 500 mm/s ou mais. Recursos como modelagem de entrada ajudam a manter a qualidade dessas impressões extremamente alta. O Klipper também é facilmente personalizável com muitas opções de GUIs e controle remoto de impressoras 3D baseadas em Klipper.

Qual é a principal desvantagem do firmware Klipper?

A principal desvantagem do Klipper é a sua dependência de hardware adicional. A principal filosofia de design do Klipper é descarregar operações computacionalmente caras em uma placa de computador separada, como um Raspberry Pi. Isso exige essas placas de computador extras e mais caras, onde firmware como o Marlin requer apenas controladores de nível inferior e custo mais baixo.

O firmware Klipper pode ser instalado em uma ampla variedade de hardware de impressora 3D?

Sim, o firmware Klipper pode ser instalado em uma ampla variedade de hardware de impressora 3D. O Klipper foi projetado para ser flexível e compatível com uma ampla variedade de hardware e tipos de impressoras 3D FDM. O processo de instalação ficou mais fácil com a introdução do Klipper Installation And Update Helper (KIAUH), um aplicativo que auxilia na instalação do Klipper. Também existe a opção de usar Klipper pads de terceiros com uma impressora 3D. Esses pads contêm controladores que possuem o Klipper instalado e normalmente vêm com uma tela sensível ao toque, portanto, eles simplesmente precisam estar conectados à impressora para usar o Klipper.

O que é o firmware Marlin?

Marlin é um programa de firmware de impressão 3D de código aberto que foi desenvolvido pela primeira vez em 2011. Desde então, sua popularidade cresceu e se tornou o firmware de impressão 3D mais popular para impressoras FDM. Hoje em dia, a maioria das impressoras roda firmware Marlin ou algum derivado dele.

Marlin foi projetado para funcionar em microcontroladores de 8 bits, especificamente controladores Arduino. Na época do desenvolvimento, isso ajudou a diminuir a barreira de entrada para a impressão 3D, já que os microcontroladores de 8 bits estavam amplamente disponíveis e eram acessíveis, reduzindo o custo geral das impressoras 3D. A Marlin é conhecida por sua confiabilidade, precisão, facilidade de uso e compatibilidade com a maioria das impressoras FDM disponíveis atualmente.

Qual é a finalidade do firmware Marlin?

O objetivo do firmware Marlin é converter o código G em instruções de máquina e usar essas instruções para controlar o hardware da impressora 3D para produzir um objeto impresso em 3D.

Como funciona o firmware Marlin?

O firmware Marlin funciona convertendo o código G em instruções de máquina em uma placa controladora. Essas instruções são então enviadas para as diversas peças de hardware da impressora para facilitar o processo de impressão. Isso inclui motores de passo, extrusoras e aquecedores.

Quando usar o firmware Marlin?

O firmware Marlin pode ser usado para qualquer impressora 3D e qualquer trabalho de impressão 3D. É um bom firmware para usar se você está apenas começando com a impressão 3D, especialmente porque muitas impressoras funcionam com firmware baseado em Marlin. Marlin é fácil de usar e confiável e é um ótimo firmware para usar enquanto você aprende o básico da impressão 3D.

Quais são os recursos do firmware Marlin?

A seguir estão alguns dos recursos do firmware Marlin:

1. Ampla compatibilidade: O Marlin é compatível com a maioria das impressoras 3D disponíveis atualmente.
2. Funciona em controladores de 8 bits: O Marlin pode ser executado em controladores de 8 bits, reduzindo custos e tornando-o compatível com uma ampla gama de impressoras.
3. Configurabilidade: O Marlin possui um amplo conjunto de opções de configuração para ajudar a ajustar o comportamento da impressora.
4. Facilidade de uso: O Marlin é muito adequado para iniciantes, com muitos guias disponíveis para ajudar na compreensão das funcionalidades básicas.
5. Extenso suporte a plug-ins e complementos: Uma ampla variedade de complementos e plug-ins estão disponíveis para o Marlin. Eles permitem recursos como o uso de sondas de nivelamento de leito e sensores de filamento.

Como o Marlin lida com tarefas de processamento em comparação com o Klipper?

Marlin tem uma filosofia de design distintamente diferente da Klipper. O Klipper divide as tarefas de processamento entre os controladores de 8 bits da impressora e placas controladoras de 32 bits mais poderosas. O controlador de 32 bits lida com operações computacionalmente caras, como conversão de código G e recursos avançados. Os controladores de 8 bits lidam apenas com a interface com o hardware da impressora 3D.

Com o Marlin, a conversão do código G é realizada diretamente no controlador que faz interface com o hardware da impressora 3D. O Marlin foi escrito para rodar em placas controladoras de 8 bits, o que ajuda a manter os custos baixos, embora isso possa sacrificar o desempenho em comparação com o Klipper. A partir de 2019, o Marlin também pode ser executado em placas de 32 bits e usar recursos de processamento aprimorados para oferecer suporte a alguns recursos importantes, bem como melhorar a velocidade geral de processamento do firmware.

O Marlin pode ser instalado em uma ampla variedade de hardware de impressora 3D?

Sim, o Marlin pode ser instalado em uma ampla variedade de hardware de impressora 3D. Marlin ainda é o padrão de firmware de fato para impressoras 3D de consumo. Ele pode ser instalado em qualquer controlador Atmel AVR de 8 bits ou ARM de 32 bits.

Qual é a vantagem do firmware Marlin?

Existem várias vantagens em usar o firmware Marlin, incluindo:

1. Personalização: O Marlin possui boas opções de personalização, com uma grande lista de complementos e opções de configuração.
2. Apoio da comunidade: Marlin tem uma comunidade grande e ativa, que pode fornecer suporte aos usuários.
3. Configuração simples: Marlin é bastante fácil de instalar e configurar. Existem vários guias e tutoriais disponíveis para ajudar os iniciantes no processo.
4. Confiabilidade: O Marlin existe desde 2011 e é incrivelmente estável, confiável e consistente.

Qual é a desvantagem do firmware Marlin?

O firmware Marlin tem algumas desvantagens, incluindo:

1. Velocidade de processamento: O Marlin tem velocidade de processamento limitada porque usa a placa controladora principal da impressora para lidar com o processamento. Isso limita as velocidades que o firmware pode suportar e também limita certos recursos que exigem mais poder de processamento.
2. Processo de atualização complicado: Quaisquer atualizações no firmware ou na configuração da impressora exigem que a placa controladora seja atualizada, o que pode ser um processo demorado e complicado.

O firmware Marlin é adequado para impressão 3D?

Sim, o firmware Marlin é adequado para impressão 3D. O Marlin foi desenvolvido pela primeira vez em 2011. Desde então, tornou-se o programa de firmware de impressão 3D preferido, com uma grande base de usuários. Existe uma grande variedade de impressoras 3D baseadas em Marlin. O firmware é de código aberto e ainda está sendo trabalhado ativamente, com atualizações regulares e novos recursos.

Resumo

Este artigo apresentou o software de impressora 3D Kipper e Marlin, explicou cada um deles e discutiu como eles se comparam. Para saber mais sobre o software de impressão 3D, entre em contato com um representante da Xometry.

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