Život v barvách: test Prusa MMU3 na vícebarevný 3D tisk

Ruslan Botsyurko02/10/2024

Pokud jste stejně jako já již řádku let propadli „plastové horečce“ a 3D tiskárna (potažmo tiskárny) se u vás doma nezastaví, jistě také sbíráte všemožné barvy a druhy filamentů jako kdysi pokémony. Už je sice nemáte kam dávat, regály se prohýbají, ale stejně neodoláte, když na e-shopu uvidíte ten perfektní odstín pastelově žluté, který si NUTNĚ musíte koupit. Buďte úplně v klidu, nejste v tom rozhodně sami. Jmenuji se Ruslan a jsem závislý na nakupování nových barevných filamentů.

Kapitoly článku

Typy multimateriálních jednotek

Mnozí z těch, kteří čtou tyto řádky, mají doma klasickou 3D tiskárnu, jež umí tisknout pouze z jednoho filamentu naráz. Volba barvy je tedy většinou jednotná pro celý tištěný model, případně si můžete nastavit změnu barvy ve vertikální ose. Tiskárna tak dojede do určité vrstvy, kde vás vyzve k výměně filamentu a pokračuje jinou barvou. Pokud ale chcete tisknout skutečně vícebarevné modely, je potřeba si pořídit nějakou multimateriální jednotku.

Ta funguje v podstatě jako zásobník na filamenty a výměnu barvy provede sama, aniž byste u tiskárny museli stát jako cvičená opice. Technicky je několik metod, jak dosáhnout vícebarevného tisku. První variantou je tiskárna s více tiskovými hlavami (například Průša XL), kdy každý extruder tiskne jinou barvou. Výhodou jsou téměř nulové ztráty materiálu na čištění trysky, nevýhodou pak vyšší cenovka.

Další metoda, kterou využívá například čínská společnost BambuLab, je jedna tisková hlava a při výměně barvy se filament automaticky ustřihne, zbytek plastu z hlavy se dovytlačí, vyhodí a vloží se filament jiné barvy, který opět musí projít v dostatečném množství tryskou, aby se barvy nemísily. Výhodou je jednoduchost výměny (odstřihnout několik centimetrů filamentu je jednodušší, nežli je spolehlivě vytáhnout z horkého extruderu tak, aby šel znovu zavést). Nevýhodou je pak obrovské plýtvání materiálem – když budete tisknout malý, ale vícebarevný model, odpad má často vyšší hmotnost než samotný model.

Bambu Lab A1 mini s AMS lite na stole — Bambu Lab A1 mini & AMS lite | foto: Richard Streit

MMU3 představuje vyšší dívčí multimateriálového tisku

Poslední metodou (alespoň z těch běžně používaných) je ta, kterou využívá právě pražská společnost PRUSA RESEARCH u své jednotky MMU3. Při výměně se filament neustřihává, povytáhne se z extruderu, poté se provede takzvaný ramming – konec vytaženého filamentu se několikrát automaticky narazí do trysky za snížené teploty, aby se vytvarovala špička a celý takto vytažený filament šel pak znovu zavést při další výměně barvy. Výhodou je výrazně menší ztrátovost materiálu, nevýhodou je technicky i softwarově velmi komplexní ladění zejména právě rammingu tak, aby se za špičkou filamentu netáhly „nudle“, které pak mohou zmást čidla přítomnosti filamentu nebo ucpat systém podávání materiálu.

Jít touto cestou chce hodně velkou odvahu a drzost a u předchozí generace Průša MMU2, kterou jsem testoval cca 2 roky zpět, bylo té odvahy rozhodně více nežli rozumu. Troufám si říci, že jsem poměrně dost technologicky zdatný a strávil jsem dokonce i spoustu dlouhých večerů načítáním různých tipů na nastavení rammingu a teplot tisku na starší verzi MMU2. Ta jednotka se ale tolikrát zasekávala a hlásila chyby, že jsem ji měl chuť polít benzínem a zapálit!

Proto jsem měl náležité obavy, když jsem dostal možnost vyzkoušet si novou generaci MMU3. Dokonce jsem i tým pražské společnosti varoval, že budu upřímný, a jestli to bude stejné fiasko jako s MMU2, tak si to slíznou se vší parádou. Jestli jste teď napnutí jako kšandy, prozradím vám malý spoiler než se dočtete k závěru recenze – můžete si v klidu vydechnout stejně jako jsem to udělal já, když jsem tiskárnu zapojil a začal tisknout. Funguje naprosto spolehlivě a bezchybně a barevný tisk už zdaleka není tak složitá mistrovská technika jako byla před léty.

Proč nutně potřebujete multimateriální jednotku

Prvním celkem jednoduchým motivem je touha tisknout vícebarevné modely. Nemusíte tak mít umělecké střevo a kamarádit se štětcem a barvami, modely si obarvíte již ve sliceru a tiskárna vyprodukuje hotový barevný model. K tomu si asi nemusíme víc říkat. Další důvod se skrývá v samotném názvu tohoto příslušenství – MULTIMATERIÁLNÍ jednotka. Nemusíte ji tedy využívat pouze na tisk více barev stejného materiálu, ale můžete tisknout pomocí kombinace různých typů plastů. Skvělé je to především pro tisk složitých modelů vyžadujících spoustu podpěr.

Budete-li chtít například vytisknout nějakou komplikovanou sošku, kde je potřeba i vnitřních podpěr mezi jednotlivými vrstvami (a ne jen na podložce), zvláště když budou tyto podpěry obtížně dosažitelné k odstranění, bude se vám hodit možnost tisknout vodou rozpustné podpěry. Oloupete pak z modelu většinu podpěr, které půjdou dobře a bezpečně odstranit, a zbytku se zbavíte tím, že model ponoříte do vody. Nejvíce doporučovaným rozpustným filamentem je Verbatim BVOH.

Tyto vodou rozpustné filamenty jsou ale poměrně drahé a ještě k tomu velmi hydrofilní (snadno a rychle nasávají vlhkost ze vzduchu). Nechte si je tedy pouze na extrémně náročné schované podpěry. Naopak u modelů, kde jdou podpěry snadněji odstranit, využijte ve sliceru nastavení „soluble interface“, tedy rozpustné přechodové vrstvy podpěr. Z rozpustného filamentu se tak nebudou tisknout celé podpěry, ale pouze několik posledních vrstev. Ještě úspornějším tipem je místo drahých rozpustných filamentů použít kombinaci PLA a PETG. Tyto dva odlišné typy plastů totiž k sobě nelepí ani když jsou roztavené. Podpěry pak jdou extra snadno odstranit a výsledkem je model s dokonalými převisy. Stejně jako v minulém příkladu doporučuji nastavit slicer do režimu „soluble interface“ aby se zredukoval počet výměn filamentů při přechodu mezi modelem a podpěrami.

Na závěr odstavce zmíním další dvě výhody multimateriální jednotky. Ta první je fakt, že máte kdykoliv v zásobníku připraveno 4 až 5 filamentů oblíbených barev či materiálů a i u jednobarevných modelů stačí vybrat ze kterého zásobníku má tiskárna brát filament na tisk, nemusíte jej pokaždé měnit. Druhou výhodou je funkce spojování cívek. Pokud máte několik špulek, kde vám zbývá posledních pár metrů filamentu, můžete je všechny naládovat do MMU a nastavit aby se tisklo postupně z každého zásobníku dokud se filament nevyčerpá celý. Jednotka pak automaticky poskočí na další zásobník a vy můžete vyčerpat pokaždé celou špulku. Chcete ještě jeden bonusový důvod? Vícebarevný tisk je zatraceně cool! Tak co, už máte MMU3 v nákupním košíku?

Proč si vybrat právě Průša MMU3, porovnání s BambuLab AMS

V prvé řadě záleží, zda již doma nějakou tiskárnu máte, nebo s 3D tiskem teprve plánujete začít a poohlížíte se po sestavě tiskárny se schopností barevného tisku. Pokud máte doma tiskárnu od Bambu Lab a jste s ní spokojení, pak je logickou volbou jejich systém AMS, který vyjde dle verze na 7 až 9 tisíc Kč. Jste-li naopak příznivci tiskáren Průša, bude MMU3 pro vás jasná volba. Stejně jako u jejich tiskáren si tuto jednotku můžete koupit buďto jako stavebnici (od 7 790 Kč), nebo již sestavený produkt (za 9 590 Kč). Cenově je tedy na tom s konkurencí prakticky stejně. Oproti AMS jednotce od Bambu Lab má ale 3 zásadní výhody.

Za prvé, umí tisknout až 5 různými barvami (AMS umí jen 4). Za druhé, je mnohem úspornější na filament (neustřihává ho, ale vyjme z extruderu). A za třetí je proces výměny filamentů mnohem rychlejší. U jedné výměny to sice může být rozdíl desítek vteřin, ale když u složitých modelů máte těch výměn barev třeba 600, tak se to velmi rychle nasčítá. S Richardem jsme porovnali výtisk identického čtyřbarevného modelu ve stejné velikosti a stejném nastavení sliceru mezi BambuLab A1 mini s AMS jednotkou (recenze) a konkurenční Průša MK4 (recenze) s MMU3. BambuLab měla model vytištěný za 5 hodin a 4 minuty (127 výměn filamentu), zatímco MK4 s MMU3 jednotkou stejný model vytiskla za 3 hodiny a 16 minut (140 výměn filamentu).

Kvalitou na tom byly oba výtisky přibližně podobně. Obě tiskárny vyprodukovaly téměř identický čistící blok na podložce (objekt, na kterém se dočišťuje tryska od posledních zbytků materiálu jiné barvy), BambuLab k tomu navíc ale vytlačila pořádnou hrst barevných bobků, pomocí kterých při každé výměně kalibruje průtok filamentu tryskou. Porovnání hmotnosti vyplýtvaného materiálu je ještě více šokující. Zatímco u Průši vážil model i s čistící věží 46 gramů, u Bambu Lab byla celková spotřeba materiálu dvojnásobná – přesně 91 gramů. Podotýkám, že se jednalo o velice jednoduchý a nenáročný model, čím více bude tištěný model detailnější a bude potřebovat více výměn filamentů, tím propastnější bude časový rozdíl v tisku mezi těmito dvěma jednotkami.

Model vytištěný na Bambu Lab A1 mini s AMS Lite

Design a konstrukce

Na obranu BambuLab AMS musím uznat, že celý systém působí od pohledu uhlazenějším a profesionálnějším dojmem, čemuž napomáhá například i automatická detekce barvy a typu filamentu pomocí RFID čipů (pouze u Bambu Lab filamentů). U MMU3 musíte ve sliceru tyto informace ručně navolit. Ale vzhledem k tomu, že BambuLab je nyní soudně stíháno americkou firmou StrataSys pro nerespektování jejich patentů (mimo jiné i právě na RFID identifikaci špulek s filamentem), kdo ví zda tato funkce u tiskáren čínského tvůrce přetrvá. MMU3 opět esteticky spíše působí jako výtvor šíleného vědce, nicméně funguje spolehlivě a proces výměny filamentů je natolik poutavý, že se často přistihnu jak sedím u tiskárny a zírám na výměnu filamentů jako bača na orloj.

Já jsem testoval již sestavenou jednotku MMU3 (tedy nikoliv stavebnici) a byť její instalace není úplně plug and play, nebyla nijak složitá. Celá jednotka se uchytí na horní rám tiskárny, zapojí kabely do řídící jednotky a poté musíte pomocí přiložených dílů upravit extruder tak, aby do něj šla posléze našroubovat PTFE trubička podávající filament z MMU do extruderu. Jako hlavní nevýhodu tohoto systému od Průši ale vnímám trochu nedořešený systém uskladnění špulek filamentu. Celý systém se skládá vlastně ze tří dílů – sada rolovátek na 5 špulek filamentu, buffer (kazetová konstrukce, kam se může bezpečně vracet filament při výměně barev) a hlavní jednotka výměny filamentů. BambuLab má u svého AMS systému 4 špulky poskládané po párech u sebe a osazené na motorem poháněných osách, které umí zpětné navíjení filamentu.

Připravte si hodně místa

Průša tento motorizovaný systém nemá, a když se filament vrací z extruderu do MMU, asi 50 cm filamentu vyjede mezi špulkami a MMU3, což může způsobit zamotání filamentů. Buffer tomu zabraňuje, ale zabírá hodně místa. Tím to ale nekončí. Dle oficiálního doporučení byste měli mít buffer postavený vedle tiskárny a 5 špulek filamentu rozložené vějířovitě za tiskárnou, což zabírá extrémní množství prostoru, nehledě na to, že ne každý má na stole další metr místa za tiskárnou. Možná proto na webových stránkách, kde se MMU3 prodává, nenajdete jedinou fotku celého sestaveného systému. Nevidím do pozadí této problematiky, možná že důvodem, proč Průša samonavíjecí špulky nemá, je právě nějaký patent od StrataSys (průkopník 3D tisku již z osmdesátých let). Každopádně v tom spatřuji největší designovou slabinu celého systému a prostor pro zlepšení do budoucna.

Naštěstí existuje několik způsobů jak tento problém podomácku vyřešit díky zapálené komunitě kolem 3D tisku. Já jsem šel cestou vybudování „Ikea Lack enclosure“, tedy boxu na tiskárnu postaveného z levných Ikea Lack stolků a plexi skla. Špulky s filamenty i buffer mám tak umístěný „o patro výš“ nad tiskárnou. Takto vymyšlený systém zabije několik much jednou ranou. Nejen že je kompaktní a dobře přístupný, ale zároveň vyřeší i tepelnou stabilitu kolem tiskárny pro případ, že budete chtít tisknout náročnějšími materiály jako je karbon-nylon nebo ABS. Když si k tomu jako já nainstalujete podsvícení z LED pásků napojených na interní zdroj v tiskárně, záhy budete také sedět na stoličce a pozorovat ten mechanický orchestr.

Pokud byste i vy chtěli takový box pro svou tiskárnu, přikládám odkaz na tištěné konstrukční díly a odkaz na český e-shop, kde si koupíte již na míru nařezané plexi pro tyto účely. Abyste to měli kompletní, tady máte i model na úpravu bufferu k jeho uchycení nad tiskárnu, model pro uchycení PTFE trubiček k zásobníku na špulky a 60stupňový adaptér kabelu vyhřívané podložky (aby kabel od vyhřívané podložky nenarážel do plexi skla za tiskárnou). Závěrem kapitoly mám pro vás dva osobní tipy. Ujistěte se, že jste při úpravě extruderu pořádně zastrčili trysku na místo a utáhli ji. Pokud ji málo utáhnete, tlakem filamentu povyjede a pak si budete lámat hlavu proč se zasekává filament – neptejte se mě jak to vím. Druhý tip se týká PTFE trubiček, které vedou z bufferu do MMU jednotky, opět zkontrolujte že jsou pořádně zastrčené až na doraz.

Praktické zkušenosti s MMU3

V minulém odstavci jste dočetli věci, které bych na MMU3 zlepšil, zde bych rád obrátil list, protože k funkčnosti jednotky a kvalitě výtisků nemám jedinou výtku. Oproti předchozí generaci MMU2 ušel Průša velký kus cesty a každičký model, který jsem do tiskárny poslal, se vydařil na jedničku podtrženou. Už jsem nemusel trávit hodiny u pokročilých nastavení sliceru, vytahovaný filament z extruderu má už s továrním nastavením perfektní špičku, nezasekává se a všechno zkrátka šlape jako dobře namazaný stroj. Po dobu mého testování tiskárna dohromady pracovala 123 hodin, zpracovala 1 196 gramů filamentu a provedla téměř 3000 výměn filamentu. Krom prvotního škobrtnutí způsobeného tím, že jsem špatně utáhl trysku, tiskla jeden perfektní model za druhým bez jediné chybové hlášky.

Za tuto dobu jsem také vytisknul dosud největší množství naprosto nepotřebných infantilních sošek a postaviček, které jsem dokázal najít na webu Printables. To vše abyste měli do recenze pestré ukázky co tato multimateriální jednotka zvládne. Největším zátěžovým testem byla velká pětibarevná soška Charizarda, která se tiskla celkem 15 hodin a 44 minut, přičemž multimateriální jednotka provedla po dobu tisku celkem 607 (!) výměn filamentu. I takto náročný model, který vyžadoval podpěry, se vytisknul na první dobrou naprosto perfektně a zůstaly zachovány i tak jemné detaily jako barva očí pokémona. Při přípravě tohoto modelu k tisku jsem si vyzkoušel i funkci malování v Průša Sliceru. Je to celkem jednoduchý a efektivní nástroj, kterým můžete měnit barvy automaticky detekovaných částí modelu, nebo po jeho povrchu malovat štětcem vybrané barvy (takto jsem například vybarvil plamínek na chvostu Charizarda).

Vzhledem k tomu, že Průša nemá automatickou detekci špulek filamentu jako Bambu Lab, nezapomeňte si ve sliceru i fyzicky na tiskárně zkontrolovat, že máte v jednotlivých slotech správné barvy a hlavně správný typ materiálu (abyste místo po PLA nesáhli omylem po špulce s PETG). Dalším užitečným tipem jak snížit odpad je zvláště u větších modelů nastavit čištění trysky do výplně modelu (která není zvenku vidět). I přesto, že je systém MMU3 dvakrát úspornější než AMS od BambuLab, musí se tryska při každé výměně očistit od zbytků filamentu předchozí barvy. K tomu slouží čistící blok zvaný „wipe tower“.

Pro extrémní úsporu můžete čistící blok úplně vypnout a vedle ozdobného barevného modelu si dát tisknout nějaký funkční mechanický model (u kterého je vám barva ukradená). Tím dosáhnete při dostatečné velikosti obětního modelu prakticky nulového odpadu. Já jsem MMU3 testoval na tiskárně Průša MK4, ale musím zmínit, že je kompatibilní jak s nejnovější verzí MK4S, tak i s předchozí generací MK3. A potěším i ty, kteří již doma mají předchozí model MMU2 – stejně jako u Průšovo tiskáren ušetříte několik tisíc korun koupí upgrade kitu na MMU3.

Prusa MMU3: verdikt

Pokud vás láká barevný 3D tisk a ideálně již máte doma nějakou tiskárnu od Průši, je MMU3 celkem jasnou volbou. Oproti předchozí generaci (která byla tragická) si jednoznačně napravila reputaci ohledně spolehlivosti a nemusíte se bát ani když se chystáte rozjet malý byznys s prodejem barevných modelů. Před koupí si jen dobře promyslete, zda na celou sestavu včetně zásobníku na 5 špulek filamentu a buffer máte dostatek místa. Pokud se stejně jako já rozhodnete pro stavbu boxu na tiskárnu z Ikea Lack stolků, už koukejte žhavit tiskárnu, protože tisk konstrukčních prvků mi na třech současně běžících tiskárnách zabral cca 2 dny.

Jakmile ale překonáte nesnáze při prvotním sestavení, bude vám MMU3 sekat latinu a spolehlivě produkovat jeden barevný model za druhým aniž byste na ní museli sáhnout. Oproti systému AMS od BambuLab nemá zdaleka tak úhledný a čistý design, ale umí tisknout až pěti barvami najednou (AMS jen čtyřmi), je dvakrát rychlejší a spotřebuje dvakrát méně materiálu. Pokud jsem něco i v takto podrobné recenzi zapomenul zmínit, moc rád na vaše konkrétní dotazy odpovím v komentářích pod článkem. Těm, kteří dočetli až sem přeju vždy perfektní první vrstvu a spoustu zábavy u 3D tisku!

PRUSA MMU3

8.8

Spolehlivost

9.5/10

Instalace

7.5/10

Rychlost výměn

9.0/10

Kompatibilita