La Original Prusa MMU3 es nuestra solución eficiente para las MK3S+ y MK4, permitiendo a estas impresoras 3D de una sola boquilla imprimir usando hasta 5 filamentos. Mientras que la MMU3 para la MK3S+ lleva en el mercado más de tres meses y está recibiendo excelentes comentarios, seguimos posponiendo la variante MK4 cada vez más lejos. En este diario de desarrollo, nos gustaría hablar de los problemas técnicos con los que nos hemos encontrado, cómo los hemos resuelto y qué queda por resolver antes de que podamos empezar a enviar las unidades de producción.

Fiabilidad de la MMU3 para la MK3S+

La razón principal para crear una sucesora de nuestra MMU2S era mejorar su fiabilidad y facilidad de uso sin necesidad de largos ajustes y calibraciones. Llevamos más de tres meses distribuyendo la actualización MMU3 para la MK3S+ (desde julio) y estamos encantados de ver que la fiabilidad observada tanto en nuestras pruebas beta internas como externas también se manifiesta en las experiencias de los clientes. Lograr enormes impresiones en 5 colores de más de 70 horas sin ninguna intervención es exactamente lo que pretendíamos.

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Naturalmente, queremos que la MMU3 para la MK4 sea igual de fiable y eficiente, o incluso más. Sin embargo, nos está costando mucho igualar el rendimiento de la MK3S+. ¿Por qué?

Comprendiendo la caída de fiabilidad de MMU3 en el MK4

Tanto la MK3 como la MK4 utilizan la misma unidad MMU3, no hay diferencia entre ellos. Así que cabe preguntarse, si la MMU3 funciona bien en la MK3S+, ¿por qué no funciona igual de bien en la MK4? Las diferencias entre ellas están en los cabezales de impresión. Cada impresora utiliza un sistema de extrusión y hotend enteramente diferente. También se basan en una placa base y una arquitectura de firmware de la propia impresora diferentes.

Cuando anunciamos por primera vez la MMU3 en marzo de 2023, teníamos todo listo y funcionando de forma fiable tanto con la MK3S+ como con la MK4. Estábamos montando unidades para los beta testers externos y esperábamos que las unidades de producción empezaran a enviarse a finales de junio. El único problema en ese momento era nuestra capacidad de fabricación. Sin embargo, en cuanto llegó el verano y las temperaturas ambiente en todas nuestras granjas de pruebas aumentaron entre 6 y 10 grados centígrados, empezamos a encontrar una caída en la fiabilidad de la MMU3 en la MK4 (pero no en la MK3S+). Esto se debió principalmente a finas hilos de filamento que empezaron a acumularse cerca de los engranajes de transmisión.

En la MK3S+, estos hilos también aparecían, pero en un grado mucho menor. Además, el extrusor de la MK3S+ tiene un diseño bastante abierto y la trayectoria del filamento es completamente recta, por lo que no vimos ningún problema con ellos en nuestras pruebas. En la MK4, sin embargo, estas mechas de filamento aparecieron con mucha más frecuencia y causaron muchos problemas al repetir cargas y descargas.

Un caso extremo de formación de hilos en el filamento en la punta

Solucionar la causa de estos finos hilos de filamento nos llevó a una madriguera de conejo en la que investigamos qué había cambiado y buscamos formas de hacer que las puntas volvieran a ser perfectas. Estuvimos cambiando boquillas, temperaturas de impresión y ambiente, y velocidades. El resultado de esta compleja investigación es una nueva lógica para los cambios de filamento.

Estrategia de cambio de filamento completamente nueva – eliminación de los hilos

En primer lugar, permítanme resumir cómo funciona el cambio de filamentos en la MMU3 con la MK3S+.

1. El cabezal de impresión se desplaza por encima de la torre de limpieza
2. Ramming rápido – extrusión rápida de una pequeña cantidad de filamento para formar una punta bonita.
3. El filamento se descarga hasta la unidad MMU
4. El selector se desplaza a la nueva posición y carga el filamento en el cabezal de impresión
5. El cabezal de impresión comienza a extruir en la torre de limpieza/relleno/objeto de limpieza y el color del filamento extruido cambia gradualmente

En este proceso, la boquilla está llena del filamento utilizado anteriormente hasta el paso 5. Cuando utilizamos este proceso en la MK4, la retracción en el paso 3 hace que se extraiga una pequeña cantidad del filamento fundido, lo que crea este problemático hilo fino de plástico. En el paso 5, el nuevo filamento debe expulsar todo el plástico fundido.En el paso 5 es donde se genera la mayor parte de los residuos.

Para eliminar las pequeñas mechas o hilos de filamento en la MK4, hemos creado una estrategia completamente nueva para cambiar el filamento, diseñada específicamente para la geometría del Nextruder. Es muy similar a cómo se realiza un tirón en frío.

1. El cabezal de impresión se desplaza por encima de la torre de limpieza
2. Ocurre el ramming rápido: la impresora se mueve a máxima velocidad y todo el filamento fundido es empujado desde la boquilla a la torre de limpieza. La rápida extrusión también enfría un poco la boquilla.
3. “Estampado” – en este momento, sólo el filamento parcialmente calentado se presiona rápidamente contra el interior de la boquilla para mejorar la forma de la punta (un negativo de la boquilla).
4. El selector se desplaza a la nueva posición y carga el filamento en el cabezal de impresión
5. Se hace una pequeña extrusión en la torre de limpieza para estabilizar el flujo, pero el color se limpia casi de inmediato

De esta manera, hay poco o ningún plástico derretido en la boquilla después del paso 3, por lo que podemos lograr buenas puntas de filamentos con el Nextruder de la MK4, incluso en temperaturas ambiente muy elevadas. Estamos probando continuamente esto en una cámara especial de temperatura controlada, donde podemos montar una pequeña granja de impresión. Pasamos meses perfeccionando esta nueva rutina de cambio de filamento, catalogando el efecto que cada pequeña diferencia tiene en la punta del filamento.

La punta del filamento con la nueva estrategia de descarga

Un efecto secundario positivo de esta nueva estrategia es la reducción de residuos. La mayoría se produce ahora en la etapa de ramming (paso 2), pero como hay muy poca mezcla de colores, se reducen los residuos totales.

Conseguir esta nueva estrategia fue un proceso largo y tedioso, ya que cada cambio requiere al menos 2-3 días de impresión sin parar en toda la granja de impresión MMU para obtener una muestra razonable de aumento o disminución de la fiabilidad. Nos llevó hasta finales de agosto llegar a un punto en el que estabamos satisfechos con las puntas que genera este procedimiento en distintas temperaturas ambiente. Y nuestros desarrolladores todavía son cautelosos a la hora de llamarlo la “versión final” del procedimiento de cambio de filamento en la MK4. Por ejemplo, nos gustaría probar una muestra mucho mayor de colores y marcas de filamento.

Tal vez te preguntes por qué seguimos produciendo las puntas sin hilo de la forma más difícil. Dos razones principales. En primer lugar, este sistema nos permite descargar la mayor parte del material del hotend y reutilizarlo para la próxima vez que se necesite este color. Y segundo, como la boquilla está básicamente limpia antes de la siguiente carga de material, hay mucho menos entremezclado. en comparación con la unión o corte del filamento y dejar el resto en el extrusor. Reduce drásticamente los residuos y el tiempo.

Por supuesto, la solución ideal es tener cabezales de herramientas completamente separados, como la Original Prusa XL. Con ese tipo de configuración, se elimina por completo la necesidad de vaciar la boquilla del color anterior para cada cambio de filamento. La eficiente torre de limpieza de la MMU3 es lo siguiente mejor, ya que permite a nuestras impresoras 3D de boquilla única imprimir con hasta 5 filamentos.

Problemas actuales de la MMU3 en la MK4

Con el nuevo procedimiento de carga, la fiabilidad de la MMU3 en el MK4 aumentó considerablemente. Pero como suele ocurrir con los cambios importantes de este tipo, cambiar una cosa afecta a otras partes del sistema y las cosas que funcionaban perfectamente tienen que volver a ponerse a punto.

La MMU3 puede hacer más de 2,000 cambios de filamento en impresiones grandes y todos ellos tienen que suceder perfectamente. Sólo un par de cambios de filamento fallidos son suficientes para ser realmente molestos, incluso si el error es recuperable la mayoría de las veces (la pantalla LCD le mostrará lo que salió mal y cómo solucionarlo).

Prueba de esfuerzo de la MMU3 en la MK4 – impresión en 5 colores – 1500 cambios de filamento

Por ejemplo, descubrimos que el sensor de filamento ahora se activa en un momento ligeramente diferente con las nuevas puntas de filamento. Esto causaba agujeros en la torre de limpieza y a veces incluso en la impresión. Algo similar ocurrió cuando activamos Input Shaping, Precise Stepping y Pressure Advance (ahí es donde resultó estar el error numérico) y empezamos a imprimir la torre de limpieza a altas velocidades. Ahora hemos ajustado el algoritmo y solucionado ambos problemas.

Estos son los tres cosas que resolver – son las causas más comunes de problemas de impresión. Alrededor del 15% de los errores son causados por una detección incorrecta del filamento que entra en el cabezal de impresión. Al igual que en la MK3S+, hemos desarrollado una versión alternativa de las piezas impresas alrededor del sensor de filamento para resolver esto en la MK4. En lugar de detectar el filamento simplemente entrando en la zona por encima de los engranajes de accionamiento, la nueva palanca es accionada por el filamento empujando las puertas de la polea tensora ligeramente abiertas. Así, el sensor Hall sólo se activa cuando el filamento entra realmente en los engranajes de accionamiento. Todavía estamos iterando esta parte, hasta que eliminemos el problema, o al menos hagamos que sea extremadamente raro que ocurra.

Con la nueva pieza impresa, la palanca se acciona cuando el filamento entra en el engranaje de accionamiento y empuja las puertas de la polea tensora para abrirlas.

Otro problema un poco menos común es que el sensor de filamento de la propia unidad MMU3 no se activa correctamente. Dado que este sensor funciona perfectamente con la MK3S+, lo más probable es que el problema se deba a que a veces las cargas de filamento siguen generando pequeños restos, lo que puede provocar que la bola FINDA se atasque al descargar.

El problema más común en este momento (aproximadamente el 50% de todos los fallos) se debe a que el filamento no pasa sin problemas por el extrusor y entra en la guía metálica del filamento (el «tubo» conectado a la boquilla). Esto puede manifestarse de varias maneras, como que el filamento se atasque en el borde del tubo. Estamos trabajando en soluciones tanto mecánicas como de firmware, por ejemplo, una recarga automática del filamento que se inicie cuando la impresora detecte que se ha producido esta situación.

Si has cambiado la configuración de la bobina después de laminar el archivo, la nueva pantalla de preimpresión te permite reasignar colores, configurar la unión de bobinas o volver a cargar diferentes materiales.

¿Cuándo lo enviaremos?

Los repetidos retrasos son frustrantes tanto para vosotros, nuestros clientes, como para nuestro equipo. Dicho esto, hemos decidido no empezar a enviar la MMU3 para la MK4 hasta que estemos seguros de que la fiabilidad alcanza los objetivos que nos hemos fijado. Es extremadamente difícil estimar cuándo sucederá esto.

Es muy posible que nuestros probadores confirmen que los últimos cambios han resuelto los problemas enumerados, y estaremos listos para empezar a distribuir en un par de semanas. Pero también existe la posibilidad de que la solución no sea suficiente y necesitemos aún más tiempo para que todo salga bien. Sinceramente, no lo sabemos y, llegados a este punto, preferimos decirlo así en voz alta que daros una estimación al azar.

¡Nos gustaría pedir disculpas por no enviar la MMU3 para la MK4 a tiempo! Estoy seguro de que tienes curiosidad por saber qué va a pasar con los pedidos existentes – por favor, comprueba el cuadro de abajo para obtener información detallada.

Os mantendremos informado tanto de las buenas noticias y de cuando el envío esté listo, como de la resolución de problemas en curso y del desarrollo posterior.