3D tiskárna Voron 2.4

Autor: Paul Chow, spoluzakladatel a technický ředitel 3D Gearzone

Tiskárna Voron 2.4 je označována za univerzální velkoformátovou 3D tiskárnu, která toho umí opravdu hodně. Obzvláště pak zaujme rychlostí a kvalitou tisku, kdy naprosto vyniká mezi všemi testovanými FDM tiskárnami. Zároveň se může pochlubit nejlepším systémem automatické kalibrace vyhřívané podložky ve své třídě. V její neprospěch může hovořit poněkud vysoká pořizovací cena, absence montážní sady a fakt, že její sestavení vyžaduje odbornější znalosti.

Výhody

Vynikající kvalita výtisků
Extrémní rychlost 120 mm/s (ve výchozím nastavení)
Přesná kalibrace zaručuje perfektní první vrstvu
Snadno použitelné webové rozhraní
Velká a aktivní uživatelská komunita

Nevýhody

Tiskárna je náročná na sestavení, není vhodná pro začínající stavitele 3D tiskáren
Vysoká pořizovací cena (ve srovnání s jinými DIY 3D tiskárnami)
Absence montážní sady

Tiskárna Voron 2 byla navržena jako robustní a vysoce výkonná 3D tiskárna typu CoreXY. V atraktivním, uzavřeném designu kombinuje řadu nejpokročilejších funkcí 3D tisku a jejím cílem je být jednou z nejlepších na trhu.
Jako 3D tiskárna navržená na základě zkušeností komunity se Voron 2 od svého debutu v roce 2018 dočkala několika iterací, které zlepšily její vlastnosti a usnadnily sestavení. Nejnovější verzí je Voron 2.4, jejíž komponenty byly navrženy tak, aby byla snížena spotřeba plastů, a také usnadněna montáž. Koncem roku 2020 se na portálu AliExpress objevily montážní sady, které měly za cíl usnadnit kutilům sestavení tiskárny. Konstrukční tým Voronu se však od těchto prodejců distancoval s tím, že uživatelé nakupují neprověřené sady na vlastní riziko.
Ve snaze postavit si tiskárnu Voron svépomocí, 3D tiskaři toto riziko podstoupili, a v zájmu recenze sadu z AliExpress zakoupili. Cílem bylo zjistit, zda je tvrzení, že je Voron 2 špičkovou univerzální 3D tiskárnou, pravdivé.
Voron 2.4 konkuruje několika vysoce výkonným CoreXY tiskárnám, včetně tiskáren BLV Cube, Railcore IIZL, Raise3D Pro 2 a Ratrig 3. Cena Voronu 2.4 se pohybuje v rozmezí 1 500 až 2 000 dolarů, a patří tak na horní hranici výkonných 3D tiskáren, určených pro nadšence a profesionály.

Obsah

Klíčové vlastnosti skvělé 3D tiskárny
Jak probíhalo testování tiskárny
Nastavení tiskárny
Kvalita tisku
Zkušenosti s tiskem
Hardware
Hlavní bezpečnostní prvky
Údržba
Vlastnosti a aktualizace
Podpora komunity
Závěrečný verdikt
Technické specifikace

Klíčové vlastnosti 3D tiskárny

Když hledáte kvalitní 3D tiskárnu, musíte se zaměřit mimo jiné na snadné nastavení. Pokud jste zkušený nadšenec do 3D tisku, není se u Voronu 2.4 čeho bát. Pokud však s 3D tiskem začínáte, nemusí to být nic pro vás. Co se týká nastavení, tiskárna Voron 2.4 si vysloužila hodnocení 4/10, protože se dodává plně DIY, což vyžaduje značné znalosti elektrických a mechanických součástí. Balení sice zahrnuje rozsáhlý a podrobný manuál, ale i tak je sestavení velmi složité. I se stostránkovou příručkou bylo při montáži nutné vyhledat další pomoc.

Pokud dokážete provést montáž a vaší hlavní prioritou jsou tiskové vlastnosti, Voron 2.4 má jednoznačně nejlepší kvalitu tisku, jakou jsme viděli. V rámci testování tisku byla vytištěna figurka Mandaloriana a kalibrační kostka. Detaily obou modelů byly naprosto bezvadné, a díky funkci zabraňující kroužkování, zabudované do firmwaru Klipper, měly jen minimální nežádoucí stopy.

Už na začátku testování tak bylo možné říct, že se jedná o fantastickou 3D tiskárnu. Voron 2.4 navíc nabízí neuvěřitelnou rychlost 120 mm/s, a i při takto vysoké rychlosti nebyl při praktickém testu zaznamenán žádný problém.

Dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu, je úroveň hluku. I když je samozřejmě třeba zajistit správné větrání 3D tiskárny, zároveň je nutné, aby tiskárna nebyla příliš hlučná a nerušila spolubydlící nebo sousedy. Díky krokovým ovladačům TMC 2209 je Voron 2.4 relativně tichý stroj. Při používání vydává kolem 50 dB hluku, pokud však zavřete panely, dvířka, a obětujete proudění vzduchu, hladina hluku klesne na 44 dB.

Tiskárna Voron 2.4 je oproti jiným 3D tiskárnám vybavena čtyřnásobnou kalibrací a navíc má vlastní extruder s přímým pohonem 3:1, který umožňuje třikrát větší tlakovou sílu pro podávání filamentu do hotendu, což činí tuto tiskárnu ještě rychlejší a spolehlivější.

Jak probíhalo testování tiskárny

Tiskárna Voron 2.4 patří do rodiny vysoce výkonných 3D tiskáren CoreXY, které se specializují na vysokorychlostní a vysoce kvalitní FDM výtisky. Tento typ tiskáren je známý svou spolehlivostí, velkou komunitní podporou, ale i relativně vysokými pořizovacími náklady.

Tato recenze si klade za cíl prověřit její schopnosti, provést zátěžové testy a mnoho dalšího. Srovnávání výsledků pak probíhalo s mnoha jejími konkurenty, jako jsou BLV Cube, Railcore IIZL, RatRig 3 a Raise3D Pro 2.

Jedinečnost tiskárny Voron 2.4 spočívá v konstrukci s volným portálem, kdy vyhřívaná podložka je upevněna na spodní straně tiskárny a tisková hlava se pohybuje v směrech X, Y a Z. Tím se liší od většiny 3D tiskáren, protože vyhřívaná podložka se pohybuje alespoň v jednom směru.
U vysoce výkonného 3D tisku je zkrátka třeba důkladně zvážit všechny aspekty včetně pořizovací ceny. Nevhodný výběr tiskárny povede k nekvalitním výtiskům, zklamáním, když se něco pokazí při nastavení, a vysokému účtu za náhradní díly a chlazení. Je dobré přečíst si co nejvíce recenzí, abyste se správně rozhodli, kterou tiskárnu CoreXY byste si měli pořídit.

Nastavení tiskárny

Sestavení přístroje

Tiskárna Voron 2.4 k vám dorazí kompletně DIY, což vyžaduje rozsáhlejší znalosti mechanických a elektrických součástek. Uživatelé si musí tiskárnu sestavit kompletně sami. K dispozici je sice více než stostránkový podrobný manuál pro mechanickou, elektrickou a softwarovou instalaci, ale i tak bylo nutné použít několik sekundárních zdrojů. Tiskárnu Voron 2.4 nedoporučujeme pro začátečníky, protože by mohli být zaskočeni složitostí jejího sestavení.

Polovodičové relé (SSR) z montážní sady z AliExpress bylo vadné, takže muselo být nahrazeno z vlastních zdrojů. Konstrukční tým Voronu doporučuje uživatelům, aby si SSR opatřili sami, protože se jedná o klíčovou elektrickou součástku a kvalita komponent z AliExpress sady není zaručena. Sestavení Voronu 2.4 zabralo přibližně 25 hodin, včetně instalace softwaru.

Voron 2.4 využívá velké množství dílů z ABS materiálu, vytištěných na 3D tiskárně. Jelikož je tisk z ABS poměrně obtížný, může mít mnoho stavitelů Voronu problém s tiskem těchto dílů. Proto konstrukční tým Voronu inicioval program Print It Forward (PIF). Jedná se o neziskovou iniciativu současných uživatelů Voron tiskáren, která si klade za cíl proces sestavení usnadnit. Vstřícnou a ochotnou komunitu lze kontaktovat prostřednictvím jejich Discord kanálu.

Kalibrace podložky

Tiskárna Voron 2.4 využívá čtyřnásobnou kalibraci, která automaticky kalibruje tiskovou hlavu s vyhřívanou podložkou. Aby byla pokaždé zajištěna dokonalá první vrstva, je dobré kalibraci provádět před každým tiskem.

Kvalita tisku

Tiskárna Voron 2.4 nabízí objem tiskové plochy 350 × 350 × 350 mm. V praxi je pak možné plně využít přibližně 320 mm jeho výšky.

Při vývoji chladicího ventilátoru byly zohledněny materiály typu ABS a vysokoteplotní materiály. V důsledku toho má však tiskárna problém pracovat s mnohem běžnějším filamentem PLA. Pro zvýšení průtoku vzduchu je možné odstranit akrylátové boční panely a dvířka.

Při zkoušení tiskárny Voron 2.4 byl kladen důraz především na tyto oblasti: rozlišení detailů, zarovnání vrstev Z, rozměrová přesnost konečných modelů a opakovatelnost tisku. Pro testování byla výška vrstvy nastavena na 0,2 mm.

Během testování schopnosti rozlišit detaily bylo vytištěno několik vysoce detailních modelů, včetně typického testovacího modelu Benchy, postavy Mandaloriana a kalibrační kostky. Ze všech testovaných 3D tiskáren dosáhl Voron 2.4 nejlepších výsledků. Navzdory masivnímu a mohutnému extruderu s přímým pohonem má Voron 2.4 minimální ruchy. Za to vděčí technologii zvané input shaper, která je součástí firmwaru Klipper. Než však začne input shaper přinášet výsledky, je třeba provést správné nastavení. Podrobný návod najdete v příručce.

Aby bylo možné vyhodnotit konzistenci zarovnání Z-vrstvy BLV Cube, byla vytištěna 300 mm vysoká trubice. Pokud nejsou vodící šrouby na 3D tiskárně zcela rovné, mohou způsobovat kývání osy Z. Na 300mm vysoké trubici tedy nebylo možné pozorovat žádné artefakty, protože Voron 2.4 má osu z poháněnou řemenem.

Aby se ukázalo, zda se při tisku většího počtu stejných modelů vyskytnou nějaké nesrovnalosti, a byla tak otestována rozměrová přesnost a konzistence tisku, byla kalibrační kostka vytištěna 20krát. Voron 2.4 dosáhl i v tomto ohledu nejpřesnějších výsledků, protože mezi první a dvacátou kostkou nebyl žádný významný rozdíl v povrchové úpravě nebo rozměrové přesnosti. To naznačuje, že Voron je velmi konzistentní 3D tiskárna.

Zkušenosti s tiskem

Tiskové nastavení

Voron 2.4 je tiskárna navržená komunitou a na rozdíl od spousty komerčních tiskáren nezahrnuje software pro řezání. V roce 2020 však zaznamenala velký nárůst popularity a komunita se exponenciálně rozrostla. V důsledku toho vzniklo mnoho komunitních profilů pro všechny populární slicerové programy, a nejnovější verze programu Cura má výchozí profil i pro Voron 2.4. Při našem testování jsme použili výchozí profil Cura.

Odesílání souborů do Voronu 2.4 je neuvěřitelně snadné, protože soubory se přenášejí bezdrátově přes rozhraní Raspberry Pi Octoprint. Po načtení mohou uživatelé spouštět, zastavovat a sledovat své výtisky pomocí webového rozhraní Octoprint. Rozhraní Octoprint je intuitivní a poměrně snadno se používá; ve srovnání s webovým rozhraním Duet 2 Wi-Fi však nemá takovou úroveň estetického vyladění. Navíc není k dispozici mobilní verze, takže se nezobrazuje dobře na mobilních zařízeních. K dispozici jsou zásuvné moduly, díky nimž je Octoprint pro mobilní zařízení přívětivější.

Úroveň šumu

Díky tichým krokovým ovladačům TMC 2209 je Voron 2.4 relativně tichý stroj. V klidovém stavu nevydává absolutně žádný hluk, protože jeho ventilátory se aktivují pouze při zahřívání nebo při pohybu. I při práci je Voron 2.4 stále relativně tichý, v pohybu s odstraněnými akrylovými panely a dvířky vydává přibližně 50 dB hluku. S nasazenými panely a dvířky klesne hlučnost na velmi nízkých 44 dB.

Rychlost tisku

Ve výchozím nastavení tiskne Voron 2.4 neuvěřitelnou rychlostí 120 mm/s. V našich testech neměl s touto extrémní rychlostí žádné problémy, a navíc dosáhl jedněch z nejkvalitnějších výtisků.

Díky duálnímu extruderu s poměrem pohonu 3:1 dosahuje rychlého tisku i s TPU a dalšími flexibilními materiály, a to až 50 mm/s.

Hardware

Voron 2.4 je velkoformátová 3D tiskárna s celkovými rozměry 520 × 520 × 580 mm (DxŠxV), objemem 350 × 350 × 350 mm (DxŠxV) a hmotností 20 kg. Takto velký přístroj vyžaduje široký a robustní stůl, aby hmotnost spolehlivě unesl. Případný přesun tiskárny vyžaduje spolupráci alespoň dvou osob. Většina ostatních velkoformátových tiskáren má o něco vyšší a užší objem sestavy, většinou kolem 300 × 300 × 400 mm. Voron 2.4 umožňuje tisknout o něco širší objekty, ale na úkor výšky. Nevýhoda širšího objemu sestavy je výrazně vyšší pořizovací cena.

Voron 2.4 klade velký důraz na estetiku, veškerou svou elektroniku skrývá v základně tiskárny, všechny kabely vede v jedné řadě, a celá tiskárna je uzavřena čirým a černým akrylem. Díky tomu má Voron 2.4 profesionální a čistý vzhled, který je podobný profesionálním strojům za několik tisíc dolarů, jako jsou Ultimaker S5 a Raise3D Pro 2, a s konkurenty jako jsou BLV Cube, Railcore IIZL a RatRig 3 je, co se týká vzhledu, nesrovnatelný.

Hlavní bezpečnostní prvky

Ochrana proti tepelnému úniku

Ztráta kontroly nad topným tělesem a jeho vzplanutí je jedním z nejvážnějších rizik 3D tisku. Softwarová ochrana proti tepelnému úniku hlídá, aby se zařízení nepřehřálo. Pokud Voron 2.4 zjistí závadu na vyhřívané podložce nebo hotendu, vypne tiskárnu, zobrazí chybovou zprávu a počká, až ji uživatel opraví. Pokud dojde ke spuštění tepelné ochrany tiskárny, ventilátor tiskárny se roztočí na plné otáčky, aby ochladil přehřívající se komponenty.

Vedení kabeláže

Tiskárna Voron 2.4 vede všechny své kabely v třech bodech umístěných kolem tiskárny. Tento systém zlepšuje estetický vzhled tiskárny, a chrání kabely a uživatele. Skryté kabely eliminují nebezpečí zachycení o pohyblivé části a předchází se tak jejich případnému poškození či dokonce přetržení.

Jednotka napájení ze sítě

Jednotka napájení čerpá energii přímo ze zásuvky, což umožňuje mnohem rychlejší zahřátí vyhřívané podložky. Obvykle je třeba být k takovým podložkám obezřetný, a to zejména kvůli bezpečnostním rizikům spojeným s napájením 120 V nebo 220 V přímo na povrchu, kterého se uživatel může dotýkat. Aby byla vyhřívaná podložka napájená ze sítě bezpečná, musí být samotná podložka uzemněna ke kovovému rámu nebo na uzemňovací svorce v napájecí jednotce. Testovaná sada obsahuje všechny potřebné součásti, aby tak bylo možné učinit. Tiskárna navíc zahrnuje tepelnou pojistku, která hlídá vyhřívanou podložku, a pokud jeho teplota stoupne nad 110C, v rámci bezpečnosti okamžitě přeruší napájení.

Kompletní kryt

Souprava Voron 2.4 se dodává s několika akrylovými panely, které 3D tiskárnu plně uzavírají. To umožňuje uživatelům tisknout filamenty, které vyžadují tisk v uzavřené tiskové komoře. Plné uzavření navíc dodává tiskárně Voron 2.4 čistý a profesionální vzhled, snižuje hlučnost a chrání uživatele před dotknutím se horkých nebo pohyblivých součástí 3D tiskárny.

Údržba

Náhradní díly

Voron 2.4 byl navržen s ohledem na snadnou dostupnost náhradních dílů. Všechny jeho hlavní elektrické a mechanické součásti proto snadno seženete u běžných prodejců 3D tiskáren. Zároveň je pořídíte na portálech jako jsou Amazon a AliExpress.

Přístup k řídicí desce

Veškerá elektronika tiskárny Voron 2.4 je ukrytá v základně přístroje. Přístup k řídicí desce a elektronice vyžaduje pouze odstranění 4 šroubů, čímž se odstraní panel základny a všechny součásti jsou dostupné. Díky dostatečně velké základně je kolem řídicí desky dostatečný prostor pro manipulaci, což usnadňuje výměnu komponent.

Vlastnosti a aktualizace

Čtyřnásobná kalibrace

Klíčová vlastnost řady Voron 2 je schopnost čtyřnásobné kalibrace. Tiskárna se fyzicky kalibruje s vyhřívanou podložkou pomocí 4 krokových motorů, umístěných na každém rohu. Tím se kalibrace liší od většiny ostatních tiskáren, protože ty používají software, který někdy kalibruje nerovnoměrně. Největší přínos by byl u velmi velkých a širokých výtisků, protože fyzicky kalibrovaná podložka by poskytnula hladší a rovnější spodní vrstvy než podložky kalibrované softwarově.

Ze všech tiskáren mají podobný systém kalibrace pouze tiskárny Railcore a RatRig 3, které fyzicky posouvají podložku tak, aby byla v rovině s tiskovou hlavou.

Plně uzavřený tiskový prostor

Mnoho filamentů, jako je ABS, nylon a polykarbonát, vyžaduje plně uzavřenou tiskovou komoru, protože jejich plasty vyžadují vyhřáté prostředí pro správný tisk, aniž by se deformovaly a případně oddělily od tiskové podložky. Tiskárna Voron 2.4 je vybavena odnímatelnými akrylovými panely a dvířky, které izolují tiskový prostor a poskytují těžko tisknutelným filamentům teplé prostředí pro tisk.

Flexibilní odnímatelný tiskový plát

Standardní součástí sady Voron 2.4 je pružný tiskový plát z pružné oceli s texturovaným PEI na jedné straně a hladkým PEI na straně druhé.

Právě díky pružnosti je odstranění hotových 3D výtisků hračka; tiskový plát stačí pouze mírně ohnout a výtisky se snadno odlepí. PEI je obecně dobrý tiskový povrch, takže výtisky na něm po zahřátí dobře drží.

Tiskový plát má hladký a strukturovaný povrch PEI, který dobře funguje s různými typy filamentů. Hladký PEI se nejčastěji používá pro filamenty PLA, ABS, nylon a polykarbonát, protože má nejlepší přilnavost tisku. PETG a TPU se nedoporučují, protože jejich silná přilnavost může plát poškodit. Výtisky vytvořené na PEI plátu mají hladký a lesklý povrch spodní strany.

Strukturovaná strana PEI má výrazně nižší přilnavost a proto je vynikající pro filamenty jako PETG a TPU. Spodní část výtisků vyrobených na texturovaném PEI má mírně drsný a matný vzhled.

Extruder s přímým pohonem 3:1

Součástí tiskárny Voron 2.4 je jedinečný vytlačovací stroj s přímým pohonem 3:1 twin drive. V porovnání s běžným jednopřevodovým extruderem má extruder s převodovým poměrem pohonu 3:1 třikrát větší výtlačnou sílu (točivý moment), která přivádí filament do hotendu. Díky tomu dokáže Voron 2.4 tisknout extrémně rychle a konzistentně. Díky extruderu s přímým pohonem je Voron 2.4 vhodný také pro tisk z flexibilních filamentů, jako je TPU, kdy tiskne výrazně rychleji než tiskárny s bowdenovým pohonem.

Celokovový hotend

Hotend většiny spotřebitelských 3D tiskáren je vyložen polytetrafluorethylenem (PTFE). Protože tento plast při vyšších teplotách rychle degraduje a vytváří jedovaté plyny, omezují hotendy z PTFE teplotu tisku na zhruba 245-250 °C. Tiskárny s PTFE hotendem nemohou kvůli neschopnosti tisknout při vyšších teplotách pracovat materiály jako je polykarbonát a nylon. Tiskárna Voron 2.4 má celokovový hotend, který snadno dosáhne teploty 280 °C, potřebné pro tisk materiálů jako je nylon a polykarbonát.

Bezdrátové připojení s technologií Octoprint

Tiskárna Voron 2.4 je vybavena minipočítačem Raspberry Pi s nainstalovaným webovým serverem Octoprint. To je velmi pohodlné, protože 3D výtisky lze nahrát, spouštět a monitorovat zcela vzdáleně prostřednictvím webového prohlížeče. Funkce Octoprintu lze navíc rozšířit pomocí zásuvných modulů vytvořených komunitou 3D tiskařů. Pokud si to uživatel přeje, lze do systému Voron 2.4 rychle a snadno přidat funkce jako je podpora kamer nebo detekce selhání 3D tisku.

Osa Z s řemeny

Téměř každá 3D tiskárna používá k pohybu tiskárny nahoru a dolů v ose Z vodící šrouby. Jedná se o přesnou, spolehlivou a levnou funkci. Pro správný pohyb však musí být vodící šrouby dokonale rovné, jinak dochází k artefaktům tisku známým jako z-wobble. Voron 2.4 se tomuto problému vyhýbá tím, že k pohybu tiskárny nahoru a dolů používá místo vodících šroubů řemeny.

Tiché krokové motory TMC 2209

Tiskárna Voron 2.4 je vybavena tichými krokovými ovladači TMC 2209 pro všechny krokové motory, což zajišťuje velmi tichý provoz.

Komunita & podpora

Od roku 2020 zaznamenala komunita Voron velký nárůst popularity. Zejména její server Discord je nesmírně populární a aktivní. Uživatelům se velmi doporučuje, aby se připojili k serveru Voron Discord, kde se řeší problémy, modifikace a upgrady. Uživatelé však najdou aktivní Facebook a Reddit subreddit pro další zdroje podpory komunity.

Závěrečný verdikt

Voron 2.4 patří v testech ke špičce. I při extrémně vysoké rychlosti 120 mm/s vytvářel jedny z nejlepších 3D výtisků a jeho používání bylo díky automatické kalibraci a webovému rozhraní Octoprint neuvěřitelně snadné. Jedná se však o extrémně drahou tiskárnu. Podobně specifikované 3D tiskárny, jako jsou BLV cube a Ratrig3, lze sehnat za mnohem méně. Navíc na rozdíl od jiných 3D tiskáren navržených komunitou nebyla tiskárna Voron 2.4 navržena s ohledem na modifikace, což některým uživatelům nemusí vyhovovat.

Voron 2.4 je díky kvalitě tisku, spolehlivosti, snadnému použití a rychlosti nejoblíbenější tiskárnou FDM. Z celého srdce bychom ji doporučili nadšencům do 3D tiskáren, kteří mají zájem o vysoce výkonnou DIY 3D tiskárnu.

Technické specifikace

Maximální rozměry tisku: 350 mm (d) × 350 mm (š) × 355 mm (v)
Velikost tiskárny: 520 mm (d) × 520 mm (š) × 580 mm (v)
Hmotnost: 20 kg
Uzavřená tisková plocha: ano
Displej: monochromatický LCD displej
Typ pohonu: FDM Direct (celokovový)
Možnost použití filamentu: PLA, ABS, PETG, TPU,
Připojení: Wi-Fi
Ovladače: TMC2209
Povrch sestavení: flexibilní PEI
Vyhřívané lůžko: ano
Vyrovnávání lůžka: automatické
Průměr trysky: 0,4 mm
Maximální teplota ohřevu: 280 °C
Maximální rychlost pohybu: 200 mm za sekundu
Maximální přesnost XY: 0,1 mm
Minimální výška Z: 0,1 mm
Počet extruderů: 1
Průměr vlákna: 1,75 mm
Podporované materiály: PLA, ABS, PETG, TPU
Podpora filamentů třetích stran: ano
Operační systémy: Windows, macOS, Linux
Podporované slicery: Prusaslicer, Slic3r, CURA, Simplify3D
Podporované formáty souborů: STL, OBJ, M3F