プルサ i3

Prusa i3は、チェコの Prusa Research 社がOriginal Prusa i3という商標名で製造した熱溶解積層法 3D プリンターのシリーズです。RepRapプロジェクトの一環として開発されたPrusa i3 プリンターは、2016 年に世界で最も使用されている 3D プリンターと称されました。^[1]最初の Prusa i3 は、2012 年に Josef Průša 氏によって設計され、2015 年に市販キット製品としてリリースされました。最新モデル (2023 年 3 月現在販売中の Prusa MK4) は、キット版と工場組み立て版の両方で提供されています。Prusa i3 は比較的低コストで組み立てや改造が簡単なため、教育機関や愛好家、専門家の間で人気を博し、Prusa i3 モデル MK2 プリンターは 2016 年にいくつかの賞を受賞しました。^[2]

i3シリーズはオープンソースライセンスでリリースされており、多くの企業や個人がこのデザインの派生版やクローンを製作しています。i3という名称は、このプリンターがデザインの3番目の反復版であることを示しています。^[3] Prusa i3 MK3とその派生版まで使用されていましたが、最新モデルのPrusa MK4からは廃止されました。

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  プルサ・メンデル
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  Prusa Mendel（反復 2）
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  Mendel90 ガントリーフレーム プリンター、2011 年
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  プルサ i3
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  プルサ i3 MK2

2009年に初めて考案されたRepRap Mendel 3Dプリンターは、3Dプリントされた部品と一般に入手可能な既製のコンポーネント（プリンター自体では生成できないため「ビタミン」と呼ばれる）から組み立てられるように設計されました。^{[4] [5]}これらの部品には、ネジ棒、親ねじ、滑らかなロッドとベアリング、ネジ、ナット、ステッピングモーター、制御回路基板、熱可塑性材料を溶かして配置する「ホットエンド」が含まれます。^[6]デカルト機構により、立方体のどこにでも材料を配置できます。この設計は、i3シリーズの開発を通じて継続されています。平らな「プリントベッド」（部品が印刷される表面）は1つの軸（Y）で移動可能で、2本の水平ロッドと2本の垂直ロッドにより、それぞれXとZで指定された2つの軸でツールを動かすことができます。

ヨゼフ・プルーシャはRepRapプロジェクトの中核開発者で、以前はPCB加熱式「プリントベッド」を開発していた。彼はRepRap Mendelの設計を改良して簡素化し、3Dプラスチック部品の印刷時間を20時間から10時間に短縮し、フレームを簡素化するために2つのZ軸モーターを使用するように変更し、通常のベアリングの代わりに3Dプリントされたブッシングを含めた。^{[7] [8]} 2010年9月に初めて発表されたこのプリンターは、プルーシャ自身によってPrusa Mendelと名付けられた。^[9] RepRap wikiによると、「Prusa Mendelは3DプリンターのフォードモデルTです。」 ^{[10] [11]}

PrusaはMendelの設計を合理化し、2011年11月に「Prusa Iteration 2」をリリースしました。部品の変更によりスナップフィット組み立てが可能になり（接着剤は不要）、このバージョンの構築とメンテナンスに必要なツールが少なくなりました。必須ではありませんが、「プロフェッショナル」な結果を得るには、印刷された同等品よりも、ピッチの細かい製造されたプーリーとLM8UUリニアベアリングが推奨されました。^{[12] [13]}

RepRap コミュニティにとって、ネジ棒と三角形の Z 軸フレーム構造は強度と安定性に限界があり、最大印刷高さを増やすにはプリンターの設置面積を大幅に増やす必要があることは明らかでした。Chris Palmer (投稿者: "Nophead") は、2011 年 12 月に、ガントリー スタイルの MDF フレームを使用したプリンター「Mendel90」を作成しました。 [ ^{14] [15] [16]} Mendel フレームの上部サポート (適切に締め付けられていない場合、簡単に歪んだりねじれたりして位置がずれる) を、固体シート材料から切り出された剛性フレームに置き換え、互いに 90 度の角度で 1 つの構造面と 2 つの機械面として組み立てることで、印刷速度と精度が向上しました。Prusa の 2 つの Z 軸モーターは、上部のフローティング マウントから垂直フレームの下部に固定されるように移動され、加熱ベッド用の剛性マウント プレートとして Dibond 複合パネルが作成されました。

2012年5月、Prusaは大幅な再設計を行い、構築と使用のしやすさに重点を置き、以前のRepRapプリンターのように入手可能な最も単純な一般的なハードウェアを中心に構成されなくなりました。^[17] Prusa i3は、Mendel90と同様に、印刷領域用の大きな開口部とZ軸コンポーネント用のハードマウントポイントを備えた、剛性のある一体型のウォータージェットカット アルミニウム垂直フレームを使用しました。2番目のフレームピースは、加熱ベッドの軽量マウントとして機能しました。ベースプレートを使用する代わりに、Prusaは加熱ベッドのY軸をサポートするためにM10ネジ棒を維持しました。3 mmのフィラメントで印刷するPrusa Nozzleと呼ばれる一体型の食品安全ステンレス鋼ホットエンドを使用し、リードスクリューとしてM8ではなくM5ネジ棒を使用しました。^{[18] [19] [20] [21] [22]}

2015年5月、Průšaは「Original Prusa i3」というブランド名でi3のフルキットをリリースした。^[1] 1.75 mmのフィラメントが3 mmのフィラメントよりもはるかに一般的であることがわかった後、PrůšaはPrusaノズルを廃止し、サードパーティのホットエンドであるE3D V6-Liteを中心に押し出し機を再設計した。印刷品質が大幅に向上したことに注目し、彼は2015年8月に新しいi3 1.75 mmバージョンを発表した。 ^{[23] [24]} オリジナルモデルは遡及的にMK0または「マークゼロ」と呼ばれ、新しいモデルは「MK1」として知られるようになった。

Průšaは2016年5月にPrusa i3 MK2をリリースした。これはメッシュベッドレベリングと3軸すべてに対する自動ジオメトリスキュー補正を備えた最初のホビー3Dプリンターだった。特徴としては、より大きな造形体積、リードスクリューを内蔵したカスタムステッピングモーター、自動レベリング用の非接触誘導センサー、Marlinファームウェアの書き換えバージョンなどがある。^{[25] [26] [27]}その他の新機能としては、ポリエーテルイミドのプリント表面、Ramboコントローラーボード、E3D V6 Fullホットエンドなどがある。^{[28] [29] Prusa MK2は、} Windows 10 プラグアンドプレイ USB IDでサポートされる最初のRepRapプリンターとなった。^[30]

2017年3月、Průšaは自身のブログで、改良されたPrusa i3 MK2SがPrusa i3 MK2の代わりに出荷されると発表した。^{[31]挙げられた改良点には、}ケーブルタイが使用されていたLM8UUベアリングを固定するためのUボルト、より高品質のベアリングとロッド、インダクタンスセンサーの改良されたマウント、改良されたケーブルマネジメント、新しい電子カバーなどがある。これらの改良点を追加するために、MK2の所有者にアップグレードキットが提供された。

2017年9月、Prusa i3 MK3が発売され、「とてもスマート」として販売されました。^[32]このモデルから、ベースとY軸はアルミニウム押し出しで組み立てられ、Mendel設計から最後の構造用ネジ棒がなくなりました。デュアルBondtechドライブギアを備えた新しい押し出し機、 RPMモニタリング付きの静かなファン、より高速な印刷速度、更新されたベッドレベリングセンサー、「Einsy」と呼ばれる新しい電子ボード、128ステップマイクロステッピングドライバーを備えた静かなステッピングモーター、交換可能なPEIコーティング鋼板を備えた磁気ヒートベッドが含まれていました。 ^{[33]電気部品は、新しい24}ボルト電源で動作するように更新されました。プリンターには、ワイヤレス印刷用のオープンソースのOctoPrintソフトウェアのフォークを実行しているRaspberry Pi Zero Wを接続するための専用ソケットも用意されています。

使いやすさを追求した機能には、フィラメント検出器（フィラメントを挿入するとプリンターがフィラメントをロードし、フィラメントが詰まったり切れたりすると印刷を一時停止する）、ステップのスキップによるレイヤーシフトを防ぐエラー修正ステッピングモータードライバー、停電後の回復などがあります。周囲温度センサーは、適切な環境温度を確認するとともに、メインボード上の過熱した電気接続を検出します。

既存のMK2およびMK2Sユーザーには、アップグレードのコストが低い機能に限定された、199ドルの部分アップグレードであるMK2.5が提供されました。^[34]コミュニティからの否定的なフィードバックを受けて、Prusaはより高価な500ドルのMK2SからMK3への完全アップグレードを提供しました。^{[32] [35]}

2019年2月、Prusa i3 MK3Sが、5つの異なる材料を自動的に選択して一緒に印刷できるマルチマテリアルアップグレード2S（MMU2S）とともにリリースされました。^[36 ] MK3Sの変更点には、簡素化された光学機械フィラメントセンサー、印刷冷却の改善、および押し出し機のメンテナンスの容易化が含まれます。^[37]

Prusaは2020年11月からPrusa i3 MK3S+へのランニングチェンジを行いました。^[38]このモデルでは、ベッドレベリングセンサーが改良され、部品のマイナーチェンジが行われています。

2023年3月、同社はPrusa MK4とマルチマテリアルユニットバージョン3（MMU3）を発表しました。^[39]このモデルは、Prusa XLで初めて採用された「Nextruder」押出機システムの新バージョン、無調整ロードセルベッドレベリング、モジュール式交換可能オールメタルホットエンド、カラータッチスクリーン、ダイキャスト^[40]アルミフレーム、Yキャリッジ（ヒートベッドサポート）、押出機フレームを特徴としています。^[41] 32ビットのメインプロセッサボードには、追加の安全および監視回路、ネットワークコネクタ、MMU3用ポート、Wi-Fiモジュールが含まれています。これは、ローカルおよびクラウドの監視とサポートをサポートするPrusa初のMendelベースの設計です。

0.9度ステッピングモーターに切り替え、入力シェーピングと圧力アドバンスを追加することで、メンデルスタイルのデザインは、CoreXYプリンターのボックス型構造の利点はないものの、リンギングアーティファクトやその他の望ましくないパターンが作成されるオブジェクトに課されるのを防ぎながら、より高速に印刷できるようになりました。^{[42]しかし、Průšaは、最高速度ではなく印刷品質が設計目標であると述べています。}入力シェーピングの自動調整のために3D印刷でよく使用される加速度計の規定がありますが、そのコンポーネントは最終設計には含まれていません。

発表時点では、入力整形やセンサーデータ収集用のソフトウェアは完成しておらず、マルチマテリアルユニットはリリースの準備ができていなかった。同様に、以前のモデルのアップグレードキットも出荷可能ではなかった。2024年2月5日に、MK3用のMK3.5へのアップグレードキットの出荷が開始された。^{[43] [44]} タッチスクリーン操作は2024年4月まで正式に有効にされなかった。^[45]

2024年8月、PrusaはPrusa MK4Sを、以前のPrusa i3プリンターの所有者向けのアップグレードキットとともにリリースしました。^[46] MK4Sは、部品の冷却の改善、印刷速度の高速化など、以前のMK4に比べてわずかな改善をもたらしました。

MK3S に続いて、Prusa は Prusa SL1 ( SLAプリンター)、Prusa Mini (カンチレバーアーム付き)、Prusa XL (フル フレーム構造内でCoreXY方式を使用)、Prusa Core One (これも CoreXY 方式を使用) などの他のモデルを導入しました。これらのプリンターは、Mendel フレーム設計の反復ではありません。

オープンソースおよびオープンハードウェアの条件の下で設計のあらゆる側面が自由に利用できるため、世界中の企業や個人がPrusa i3のコピー、バリアント、アップグレードを組み立て済みおよびキットの形で作成し、2015年には数千個が販売されました。^{[47] [48] [49]} Prusa Researchは、これらと直接競合するのではなく、設計の継続的な改良を追求する戦略をとっています。^[50]

• 2012年、ヨゼフ・プルシャは技術面での功績によりチェコ共和国ヴィソチナ地方の知事から表彰を受けた。 ^[51]
• 2014年2月、彼はチェコの フォーブス誌の表紙に「30歳未満の30人」の一人として掲載された。^[52]
• MK2プリンターとMK2SプリンターはどちらもMake: Magazineから最優秀3Dプリンター賞を受賞しました。^[53]
• デロイトは、 2018年のデロイトテクノロジーFast50において、中央ヨーロッパで最も急成長している企業としてプルサリサーチをトップに選出した。 ^{[54] [55]}
• 3Dハブの2018年第3四半期のトレンドレポートでは、有料サービスビジネスを通じて注文されたすべてのプリントの約35％を製造するためにPrusa i3 MK2、MK2S、MK3が使用されたと指摘されています。^[56]
• MK3は3D Printing Industry誌によって2019年のFFF 3Dプリンター・オブ・ザ・イヤーに選ばれました。^[57]
• プルシャ氏は、現在10億コルナの企業におけるリーダーシップにより、2019年に再びチェコ版フォーブスの表紙を飾った。^[58]
• All3DPはMK3を2018年のベスト3Dプリンターに選出し、MK3Sを2020年のベスト3Dプリンターに選出した。^{[59] [60]}
• MK3SとMK3S+は、2020年から2023年後半にBambu Labs製品​​に取って代わられるまで、Wirecutterによって「Our pick」 ^[61]または「Upgrade pick」^{[62]として紹介されていました。[63]}

すべての Prusa i3 モデルは、部品を製造するための原料として3D プリント フィラメントを使用します。

他のRepRapプリンターと同様に、Prusa i3は多くの独自の部品を作成することができ、その設計は修理、複製、再設計に自由に利用できます。以前はABSプラスチックで印刷されていましたが、Prusa Researchは後に主にPETGで印刷された部品に切り替え、ノズル付近の高温にはASAを使用しました。 ^[64] 2024年現在、PrusaはMK4 / MK4Sを含むいくつかのプリンターで、カーボンファイバーを含む高温ポリカーボネートブレンドであるPCCFを使用したPETGを使用しています。 ^[65] Prusaは、オリジナルのPrusaブランド製品のプラスチック部品を製造するために600台の3Dプリンターの「プリントファーム」を維持しており（2021年10月現在）、^{[66] [67]}生産をスピードアップするために厳選された射出成形部品が追加されています。

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  金属フレームと組み立てられた X 軸、黄色の印刷されたパーツ。
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  組み立てられた Y 軸、印刷された部品は黄色です。
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  オリジナルの Prusa i3 MK0 エ​​クストルーダーと、黄色の印刷された部品が付いたホットエンド。
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  完成した Prusa i3。黄色のパーツが印刷されています。

Prusa i3 の設計が 2012 年に初めて導入されたとき、RepRap プリンターは、 Arduino Megaなどのオープン ハードウェア コントローラーと、RAMPS ボードなどの残りの回路を提供する Arduino シールドを組み合わせることがよくありました。^[68] RAMBo ボードなどのオールインワン バージョンが利用可能になりつつありました。^[69]商用製品として、オリジナルの Prusa i3 は MK2 まで Mini-Rambo を使用していました。MK3 バージョンでは、より静かな動作などの望ましい機能を提供するために、Einsy Rambo ボードに切り替えられました。^[70] MK4 では、i3 シリーズで使用された最初の 32 ビット ボードである xBuddy が使用されています。^[71]

すべてのオリジナルPrusa製品はMarlin 3Dプリントファームウェアを使用しています。^{[72] [73] [74]}

最初の層を押し出すとき、プリントヘッドはプリントベッドから正確な距離を保って適切に接着する必要があります。多くの3Dプリンターは、ユーザーがベッドの高さをいくつかの場所で調整することによってこのプロセスを完了することに依存しています（「ベッドレベリング」）。このプロセスを自動化するために、2016年のMK2以降のPrusa i3モデルには、PINDA（Prusa INDuction Autoleveling ^[75]）と呼ばれるセンサーが搭載されており、さまざまな場所でプリントベッドの高さを検出し、印刷時にそれに合わせて調整します（「自動レベリング」）。^[76]

• PINDA V1 - MK2/S および MINI で使用される非接触誘導センサー。
• PINDA V2 - MK2.5、MK2.5S、MK3、および MK3S で使用される熱補償誘導センサー。
• SuperPINDA - MK2.5/SおよびMK3/S/+で使用される熱に鈍感なセンサー。^[77]
• ロードセル センサー - MK4 で使用される接触センサー。

PINDA シリーズでは、電子 Z 高さ調整が必要ですが、これはヒートベッド表面やノズルによって異なる場合があります。ロード セル センサーは、ノズル サイズ、およびヒートベッド表面の厚さと膨張の変化を自動的に補正し、この目的のために保存された設定を排除します。

i3 と以前のモデルとの違いは垂直フレームで、さまざまな形状をとることができます。これには、スチールやアクリルから切り出された一枚板フレーム、合板や中密度繊維板のボックスフレーム、レゴなどがあります。^{[78] [79] [80] [81]}安価なアルミニウム押し出しは、プリンター愛好家と「クローン」i3 プリンターの製造業者の両方で一般的に使用されています。^{[82] [83]} Creality Ender 3などの一部のマスマーケット向け i3 派生製品では、コストと複雑さを軽減するために、精密ロッドとベアリングの代わりに押し出しフレーム自体にローラーを使用しています。

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  標準的な金属フレームを備えた Prusa i3。
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  アクリルフレームを備えたPrusa i3。
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  合板ボックスフレームを備えた Prusa i3。
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  メラミン樹脂 パーティクルボードフレームを備えた Prusa i3 。

標準的なPrusa i3フィラメント押出機以外にも、MIG溶接機やレーザーカッターなどのアフターマーケット用押出機や愛好家向けツールヘッドを開発した企業もある。^{[84] [85] [86]} Prusaは2018年のエイプリルフールのジョークとして「MK3マスターシェフアップグレード」という名前で機能的な調理ツールとプログラムのコレクションを提供した。^[87]

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  剛性を高め、使用するプラスチックの量を減らすために作成された充填材を示す、部分的に印刷された単色のオブジェクト。
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  カラーミキシングホットエンドを使用して Prusa i3 で作成された3DBenchy。

• プルサミニ

• プルサリサーチ