Cos’è Voron 2.4?
Riprendiamo l’argomento Voron parlando nello specifico della più discussa della famiglia: la Voron 2.4.
Il modello Voron 2.4 è un progetto di stampante 3D a movimentazione CoreXY con piano fisso ideato da Voron Design. Questa stampante è nota per la sua affidabilità e per le elevate prestazioni.
Andiamo quindi a vederla nello specifico e a capire se vale la pena costruire una stampante 3D con questa configurazione.
Una stampante 3D CoreXY che ha pochi eguali
Rimanendo fedele ai fondamenti del progetto RepRap, la Voron 2.4 è completamente open-source, personalizzabile e autocostruibile.
La Voron 2.4 è composta da componenti stampati in 3D oltre che da una serie di componenti meccanici ed elettronici. Non preoccupatevi, però: Voron ha pensato a tutto. Potete trovare tutte le informazioni per il montaggio sul sito Voron e seguire le istruzioni per la BOM (bill of materials) e l'assemblaggio.
Caratteristiche chiave della stampante Voron 2.4
In sintesi, quali sono gli aspetti chiave del modello Voron 2.4?
- Modello: CoreXY modificato: le cinghie del sistema non si incrociano, ma lavorano su due livelli distinti;
- Telaio: Profili in alluminio con parti stampate in 3D;
- Volume di costruzione variabile: 250 mm3 – 300 mm3 – 350 mm3;
- Configurazione estrusore: Direct;
- Estrusore: Estrusore Bondtech BMG (rapporto di trasmissione 3:1);
- Hot-end: personalizzabile – compatibile con la maggior parte degli hot end in commercio;
- Sistema di trasmissione: Cinghie 2GT e guide lineari per gli assi X e Y e asse Z;
- Livellamento del piano: Livellamento automatico tramite sonda induttiva;
- Motori passo-passo: NEMA 17;
- Tensione: 24V DC e 220V AC per piatto riscaldato;
- Scheda madre: personalizzabile (la versione standard prevede Raspberry Pi + BTT Octopus);
- Superficie di stampa: piano magnetico con Foglio PEI.
La distinta dei materiali è disponibile sul sito web di Voron e si possono scegliere varie opzioni per la Voron che si intende costruire, come il feeding Direct o Bowden e persino le dimensioni del piano di stampa.
È previsto un letto statico e un gantry che si muove lungo l'asse Z. Si tratta di una costruzione molto più complessa rispetto agli altri modelli Voron perché include elementi come il traming del gantry a 4 punti per allinearsi alla superficie di stampa.
Telaio e trasmissione del moto
La Voron 2.4 è una stampante affidabile, quindi, naturalmente, il telaio della macchina è piuttosto robusto. La Voron 2.4 è caratterizzata, come gli altri modelli della famiglia Voron, da una struttura in profilati di alluminio. In questo modello vengono utilizzati i 2020, come anche per la Voron Trident.
La Voron 2.4 utilizza un sistema di movimento cartesiano CoreXY, in cui il carrello con l’hot end è collegato a un gruppo di cinghie, pulegge e supporti per muoversi lungo gli assi X e Y trainati da due motori sincronizzati tra loro. Questo sistema di movimento CoreXY si muove anche lungo l'asse Z, in modo che il piano di stampa non lasci mai la sua posizione.
Aspetto importante è il piano di stampa. Vista la sua conformazione come piano statico, la Voron 2.4 è ideale da utilizzare con un piano di stampa in alluminio rettificato. Questo può essere anche di dimensioni e spessore generosi. Infatti, essendo fissato alla struttura di profili, non grava in alcun modo negli spostamenti degli assi, anzi, essendo posizionato in basso, la sua massa contribuisce a tenere basso il baricentro della struttura. Su di esso è possibile installare una base magnetica con un piano in acciaio armonico rivestito in PEI, in modalità sandwich.
La Voron 2.4 per tutti i movimenti sugli assi X, Y e Z si affida a guide lineari in associazione a cinghie GT2. Questa configurazione del gantry permette il movimento dell'asse Z sui quattro angoli. In questo modo si consente alla macchina di auto livellarsi alzando o abbassando ciascun angolo rispetto al piano di stampa sottostante in base al feedback della sonda di livellamento integrata nella stampante.
Una testina di stampa unica
Voron ha sviluppato un design apposito per la testa di stampa con meccanismo di estrusione direct. Il nome di questa testa di stampa è Afterburner. Si tratta dell’insieme delle parti stampate che permettono di sostenere l’hotend e l’estrusore sul gantry.
Afterburner è disponibile in diverse versioni perché permette di alloggiare diversi hot end a seconda della propria scelta, in base a esigenze o preferenze. Il sistema Afterburner ha tre componenti intercambiabili: l'estrusore, il supporto inferiore che accoglie l’hot end e il gruppo di raffreddamento.
Questa testina di stampa è complessa da assemblare perché prevede diversi componenti, sia stampati in 3D sia hardware ed elettronici.
Infatti sono installati nell’Afterburner tutti i componenti necessari alla stampa, in particolare ricordiamo che passano di qui i cavi di: motore estrusore, cartuccia riscaldante, termistore, ventola di raffreddamento heat-sink, ventola di raffreddamento stampa, sonda probe ed eventuali accessori come sensore fine filo e led.
Insomma, un bel po’ di cavi che vedremo nei prossimi articoli come meglio ordinarli e gestirli, semplificando e riducendo il collegamento dell’Afterburner a 4 fili.
Elettronica
La Voron 2.4 è caratterizzata dalla presenza di vari componenti elettronici. Qui i principali:
- 7 motori passo-passo nema17;
- 5 ventole di raffreddamento;
- 3 finecorsa;
- una sonda di livellamento induttiva;
- un hot end;
- una resistenza per il piano riscaldato;
- una scheda di controllo;
- un display;
- un alimentatore DC;
- ecc ecc
Ognuno di questi componenti richiede un’uscita/entrata specifica sulla scheda madre. In particolare focalizziamoci un attimo sulla gestione dell'asse z con 4 motori passo-passo indipendenti. Questo sistema richiede un continuo calcolo degli step per ogni singolo motore z per poter mantenere costante la distanza tra ugello e piano di stampa durante i movimenti lungo XY. Questa è una delle caratteristiche più affascinanti della 2.4 ma allo stesso tempo è la più onerosa in termini di calcolo computazionale dei microstep a partire dal gcode ricavato dallo slicing. Per questo la Voron 2.4 ha bisogno di una potenza di calcolo elevata rispetto a una normale cartesiana per poter gestire tutti gli input e output in continuo.
Ci sono vare opzioni utilizzabili per le schede di controllo e le scopriremo più avanti analizzando pro e contro di ognuna.
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Firmware
“Tutte le stampanti Voron funzionano con il firmware Klipper.”
Vero, ma non verissimo. Si possono utilizzare anche altri firmware open source con altrettanti vantaggi.
Sono disponibili, inoltre, anche diverse interfacce web per la gestione della stampante, che approfondiremo assieme ai firmware alternativi in uno dei prossimi focus su Voron.
Il Progetto Voron consiglia di utilizzare Mainsail o Fluidd, anche se è possibile utilizzare Octoprint. Mainsail e Fluidd sono entrambi sviluppati specificamente per le stampanti basate su Klipper, mentre Octoprint è una piattaforma di uso più generale.
Precisazione: Klipper viene installato solitamente su un computer esterno alla scheda madre per sollevarla dal carico computazionale per l’elaborazione del G-code. Solitamente si abbina alla scheda di Bigtreetech un Raspberry Pi4 che si fa carico della gestione e del G-code passando alla scheda direttamente i comandi di movimento.
Si può stampare quindi più velocemente sfruttando la CPU del Raspberry.
Vale la pena costruire una stampante Voron 2.4?
Il modello Voron 2.4, viste tutte le caratteristiche di cui abbiamo parlato è il modello più costoso della famiglia Voron, ma le sue caratteristiche sono ineguagliabili. Serve molta concentrazione, ma lo sforzo ne varrà la pena.
Se si segue la guida per la costruzione con tutte le indicazioni e se la macchina viene tarata a dovere, allora si ottiene una stampante precisa e affidabile.
Vediamo una carrellata dei punti di forza e dei punti a sfavore per la costruzione di una Voron 2.4.
Partiamo dagli aspetti più critici, perché, non è mai come nelle favole.
Punti critici:
- L'assemblaggio della Voron 2.4 ha un costo elevato, dovuto soprattutto alla quantità di componenti. Se si effettuano scelte di qualità dei materiali il costo aumenta considerevolmente.
- L’aspetto del cablaggio e della gestione dell’elettronica rende la costruzione di una Voron 2.4 più adatta a persone esperte.
Punti di forza:
- Molti dei possessori, se non la stragrande maggioranza, hanno elogiato la Voron 2.4 per la sua affidabilità e velocità.
- Personalizzabile sotto vari punti di vista, dall’aspetto estetico, alla scelta delle dimensioni, del tipo di elettronica, di estrusore e molti altri.
- La struttura basata su profili in alluminio è facilmente scalabile nella dimensione che più si preferisce.
- L'azionamento direct è migliore per la stampa di filamenti flessibili (come il TPU). Controindicazione è il peso della testina di stampa che grava sul gantry, ma per questo motivo è stato studiato il sistema di Afterburner, che è robusto e compatto e permette di stampare in agilità anche in direct.
E se volessi iniziare a costruirne una?
Non preoccuparti, il nostro team è entrato a far parte della community abbracciando il progetto Voron e ha costruito diversi esemplari di questi modelli di stampante 3D per poter valutarne in prima persona le difficoltà, le componentistiche critiche e lo sviluppo software per supportarti al meglio in ogni fase.
Dopo un'attenta valutazione abbiamo deciso di implementare una sezione dedicata sul nostro sito dhm-online.com dove trovare tutti i componenti necessari alla costruzione di una stampante 3D Voron.
Questo perché abbiamo trovato in prima persona delle difficoltà nel reperire il materiale durante la costruzione delle prime macchine. Anche nei kit venduti come completi, o quasi completi, abbiamo evidenziato delle lacune. Inoltre nel canale discord ufficiale (https://discord.gg/voron) anche vari utenti hanno evidenziato dei punti critici per ognuno dei diversi kit presenti attualmente sul mercato.
Quindi, avvalendoci della nostra vasta rete di fornitori e partner su scala mondiale, che ci permette di produrre e selezionare prodotti di alta qualità, stiamo mettendo a disposizione dell'utilizzatore finale tutti i componenti testati e collaudati in un unico posto dove viene garantita l’affidabilità e il servizio.
Inoltre, con la nostra officina interna abbiamo la possibilità di creare componenti su misura apportando così continue migliorie al progetto.
I prodotti sono acquistabili sia da privati che da imprese, non sono previste quantità minime, ma anzi, sono previste varie scontistiche se si effettuano ordini multipli o attraverso il nostro programma fedeltà.
Grazie a una solida rete di servizi logistici spediamo i nostri componenti in tutto il mondo. A partire dal territorio nazionale Italia, per passare a livello europeo e mondiale.
Quindi cosa aspettate?
Date un occhio alla nuova sezione in fase di aggiornamento:
https://www.dhm-online.com/s/3/componenti-e-ricambi-per-stampanti-3d-voron
Non perdetevi le prossime novità perché ne succederanno delle belle!
