クリッパー vs. マーリン:包括的な 3D プリンター ファームウェアの対決

Klipper と Marlin は、2 つの人気のある 3D プリンター ファームウェア実装です。 Marlin は 2011 年に初めて開発され、現在最も人気のある FDM (溶融堆積モデリング) プリンター ファームウェアです。使いやすく、信頼性が高く、正確で、ほとんどの 3D プリンターと互換性があります。 Klipper は、速度と印刷品質に重点を置き、独自の設計哲学をもとに 2016 年に開発されました。このため、急速に人気が高まり、いくつかの有名な 3D プリンタ メーカーが Klipper ベースの 3D プリンタをリリースするまでになりました。

この記事では、Klipper ファームウェアと Marlin ファームウェアの動作方法、処理タスクの処理方法、主な利点と欠点を比較します。

Klipper ファームウェアとは何ですか?

Klipper は、無料のオープンソース 3D プリンター ファームウェア プロジェクトです。 3Dプリンターの処理速度の向上に重点を置いて2016年にスタートした。現在、Klipper は 500 mm/s 以上の印刷速度をサポートしており、入力整形やスムーズな圧力前進などの先駆的な機能を備えており、印刷の品質を劇的に向上させています。

Klipper は、計算負荷をコントローラー間で分割するという設計哲学を特徴としています。 Raspberry Pi などの 32 ビット コントローラーは、計算コストのかかる G コードを機械命令に変換します。 3D プリンタのメイン 8 ビット マイクロコントローラは、ハードウェアと直接接続し、変換された命令を中継するために使用されます。

Klipper ファームウェアの目的は何ですか?

Klipper ファームウェアの目的は、G コードを 3D プリンターのステッピング モーター用のハードウェア命令に変換し、ハードウェアとインターフェイスして 3D プリント オブジェクトを生成することです。 Klipper の設計哲学には、強力なコンピューター ボードを使用して G コードを低レベルの命令に変換し、その後、それほど強力ではないコントローラーを使用して 3D プリンターのステッピング モーター、ヒーター、押出機と接続することが含まれます。

Klipper ファームウェアはどのように動作しますか?

Klipper ファームウェアは、G コードを 3D プリンターにインストールされているハードウェアの命令に変換することによって機能します。これには、これらのプリンタに送信される移動命令に入力整形や圧力アドバンスなどの高度な機能を組み込むことが含まれる場合があります。 

これらの G コード変換計算は、Raspberry Pi などの比較的強力なコンピューター ボードで実行されます。結果として得られる動作命令は、モーターと直接接続され、モーターへの命令の中継のみを担当する、それほど強力ではない制御ボードに送信されます。

Klipper ファームウェアを使用するのはどのような場合ですか?

Klipper ファームウェアは、互換性のある任意の 3D プリンタで使用でき、結果として得られる高品質で高速な印刷を活用できます。 Klipper を正しくインストールするには、ある程度の技術的知識が必要ですが、「インストール ヘルパー」の導入により、その参入障壁が低くなりました。 3D プリンタを最大限に活用したいと考えており、コンピュータについて基本的な理解がある場合は、Klipper を試してみる価値があります。

Klipper ファームウェアは Marlin と比較して処理タスクをどのように処理しますか?

Marlin は、プリンタのメイン 8 ビット コントローラ ボード上ですべての処理タスクを実行します。これには、G コードを動作命令に変換し、ステッピング モーターや押出機とインターフェイスすることが含まれます。 Klipper は、複数のコントローラー間で計算ワークロードを分割する処理アプローチを使用します。標準コントローラは、モーターとのインターフェース専用に予約されています。 G コードを移動命令に変換するときに発生する計算量の多い操作を処理するには、より強力なコンピューター ボードが使用されます。通常、これには Raspberry Pi が使用されますが、他の 32 ビット Linux ベースのコンピューター ボードも使用できます。

Klipper ファームウェアの機能は何ですか?

Klipper ファームウェアには、特に次の機能があります。

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高速印刷: ステッピング モーターで業界をリードする速度を達成でき、最大 500 mm/s の高速印刷が可能です。

高解像度のモーション プランニング: これにより、高精度かつ詳細な動作計画が実現され、最終的に印刷品質が向上します。

カスタマイズ性: 構成ファイルを使用して簡単に構成でき、好みに応じて操作できるさまざまなウェブ インターフェースを備えています。

入力シェーピング: 印刷物にゴーストやリンギングとして現れる振動や共振を補正できる、先駆的な入力シェーピング。入力整形によりエクストルーダーの動きが変化し、振動が排除されます。これは、数学的モデルを使用して、以前の動きによって引き起こされた振動を補償するような方法で動きを計算および変更することによって行われます。 

スムーズな圧力前進: スムーズな圧力の前進により、プリンターがフィラメントを押し出す方法が変化します。従来の圧力前進は、押出速度の瞬時の変化を達成しようとします。ただし、これにより、圧力の上昇の開始とフィラメントの実際の押し出しの間に遅延が生じる押し出しラグが発生します。これにより、圧力の前進の開始時に押出不足が発生し、圧力の前進の終了時に押出が過剰になります。  スムーズな圧力前進により、押出機が圧力を増減する必要があるときに先手を打つことができます。これらの時点で、押出機は、フィラメントが適切なタイミングで流れ始めるように、わずかに早く圧力を上げ始めます。押出の終わりに、過剰押出が発生する前にフィラメントの流れを早く止めるために、より早く圧力の低下を開始します。これにより、欠陥が少なく均一な印刷が可能になります。

Klipper ファームウェアは CNC 加工能力をどのように強化しますか?

Klipper ファームウェアの中核機能の多くは、高速処理、リモート制御、カスタマイズ性、高解像度、精密な動作計画などの CNC 加工機能に変換できます。ただし、Klipper は 3D プリンティングのみを念頭に置いて開発されたため、ツール交換、プローブ、フライス加工制御などの CNC 機能の多くの基本的な部分が、現在の実装のファームウェアには完全に欠落しています。 Klipper を CNC 加工に適したものにするために、これらの基本機能のいくつかを追加する取り組みが行われています。

Klipper ファームウェアの主な利点は何ですか?

Klipper ファームウェアの主な利点は、速度と印刷品質です。 Klipper ファームウェアで実行される 3D プリンターは、500 mm/s 以上の速度に達することができます。入力整形などの機能は、これらの印刷の品質を非常に高く保つのに役立ちます。また、Klipper は、Klipper ベースの 3D プリンタの GUI やリモート コントロール用の多くのオプションを使用して簡単にカスタマイズできます。

Klipper ファームウェアの主な欠点は何ですか?

Klipper の主な欠点は、追加のハードウェアに依存することです。 Klipper の主な設計哲学は、計算コストのかかる操作を Raspberry Pi などの別のコンピューター ボードにオフロードすることです。このため、追加のより高価なコンピュータ ボードが必要になりますが、Marlin などのファームウェアには低レベルの低コストのコントローラのみが必要です。

Klipper ファームウェアは、さまざまな 3D プリンタ ハードウェアにインストールできますか?

はい、Klipper ファームウェアは幅広い 3D プリンター ハードウェアにインストールできます。 Klipper は、柔軟で幅広いハードウェアおよび FDM 3D プリンタ タイプと互換性があるように設計されています。 Klipper のインストールを支援するアプリケーションである Klipper Installation And Update Helper (KIAUH) の導入により、インストール プロセスが簡単になりました。 3D プリンターでサードパーティの Klipper パッドを使用するオプションもあります。これらのパッドには Klipper がインストールされたコントローラーが含まれており、通常はタッチスクリーンが付属しているため、Klipper を使用するにはプリンターに接続するだけで済みます。

Marlin ファームウェアとは何ですか?

Marlin は、2011 年に初めて開発されたオープンソースの 3D プリンティング ファームウェア プログラムです。それ以来、人気が高まり、FDM プリンターで最も人気のある 3D プリンティング ファームウェアになりました。現在、大多数のプリンタは Marlin ファームウェアまたはその派生版を実行しています。

Marlin は、8 ビット マイクロコントローラー、特に Arduino コントローラーで動作するように設計されました。開発当時、8 ビット マイクロコントローラーは広く入手可能で手頃な価格であったため、これにより 3D プリンティングの参入障壁が下がり、3D プリンターの全体的なコストが下がりました。 Marlin は、その信頼性、精度、使いやすさ、そして現在入手可能なほとんどの FDM プリンタとの互換性で知られています。

Marlin ファームウェアの目的は何ですか?

Marlin ファームウェアの目的は、G コードを機械命令に変換し、その命令を使用して 3D プリンタのハードウェアを制御して 3D プリント オブジェクトを生成することです。

Marlin ファームウェアはどのように動作しますか?

Marlin ファームウェアは、G コードをコントローラー ボード上のマシン命令に変換することによって機能します。これらの命令は、印刷プロセスを容易にするために、プリンターのさまざまなハードウェアに送信されます。これには、ステッピング モーター、押出機、ヒーターが含まれます。

Marlin ファームウェアを使用するのはどのような場合ですか?

Marlin ファームウェアは、あらゆる 3D プリンタおよびあらゆる 3D 印刷ジョブに使用できます。これは、特に多くのプリンターが Marlin ベースのファームウェアで実行されているため、3D プリントを始めたばかりの場合に使用するのに適したファームウェアです。 Marlin は使いやすく信頼性が高く、3D プリントの基礎を学習する際に使用するのに最適なファームウェアです。

Marlin ファームウェアの機能は何ですか?

以下は、Marlin ファームウェアの機能の一部です。

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幅広い互換性: Marlin は、現在入手可能なほとんどの家庭用 3D プリンタと互換性があります。

8 ビット コントローラで実行: Marlin は 8 ビット コントローラで実行できるため、コストが削減され、より幅広いプリンタと互換性が得られます。

構成可能性: Marlin には、プリンタの動作を微調整するための豊富な設定オプションが用意されています。

使いやすさ: Marlin は非常に初心者に優しく、基本的な機能を理解するのに役立つガイドが多数用意されています。

広範なプラグインとアドオンのサポート: Marlin では、さまざまなアドオンやプラグインを利用できます。これらにより、ベッド レベリング プローブやフィラメント センサーの使用などの機能が有効になります。

Marlin は Klipper と比較して処理タスクをどのように処理しますか?

Marlin は Klipper とは明らかに異なる設計哲学を持っています。 Klipper は、プリンターの 8 ビット コントローラーとより強力な 32 ビット コントローラー ボードの間で処理タスクを分割します。 32 ビット コントローラーは、G コード変換や高度な機能などの計算量の多い操作を処理します。 8 ビット コントローラは、3D プリンタ ハードウェアとのインターフェースのみを処理します。

Marlin では、G コード変換は 3D プリンター ハードウェアと接続するコントローラー上で直接実行されます。 Marlin は 8 ビット コントローラー ボードで動作するように作成されており、コストを抑えるのに役立ちますが、Klipper と比較するとパフォーマンスが犠牲になる可能性があります。 2019 年現在、Marlin は 32 ビット ボードでも実行でき、改良された処理能力を使用していくつかの主要な機能をサポートし、ファームウェアの全体的な処理速度も向上しています。

Marlin はさまざまな 3D プリンタ ハードウェアにインストールできますか?

はい、Marlin はさまざまな 3D プリンター ハードウェアにインストールできます。 Marlin は現在でも消費者向け 3D プリンタの事実上のファームウェア標準です。 8 ビット Atmel AVR または 32 ビット ARM コントローラにインストールできます。

Marlin ファームウェアの利点は何ですか?

Marlin ファームウェアを使用すると、次のようないくつかの利点があります。

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カスタマイズ性: Marlin には、豊富なアドオンと構成オプションのリストを備えた優れたカスタマイズ オプションがあります。

コミュニティ サポート: Marlin には大規模で活発なコミュニティがあり、ユーザーにサポートを提供できます。

簡単なセットアップ: Marlin はインストールと設定が非常に簡単です。初心者がこのプロセスを進めるのに役立つガイドやチュートリアルが多数用意されています。

信頼性: Marlin は 2011 年から存在しており、非常に安定しており、信頼性が高く、一貫性があります。

Marlin ファームウェアの欠点は何ですか?

Marlin ファームウェアには、次のようないくつかの欠点があります。

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処理速度: Marlin は、プリンタのメイン コントローラ ボードを使用して処理を処理するため、処理速度が制限されています。これにより、ファームウェアがサポートできる速度が制限され、より多くの処理能力を必要とする特定の機能も制限されます。

面倒な更新プロセス: プリンタのファームウェアや構成を更新するにはコントローラ ボードを再フラッシュする必要があり、これは時間と面倒なプロセスになる可能性があります。

Marlin ファームウェアは 3D プリントに適していますか?

はい、Marlin ファームウェアは 3D プリントに適しています。 Marlin は 2011 年に初めて開発されました。それ以来、大規模なユーザー ベースで好まれる 3D プリンティング ファームウェア プログラムになりました。 Marlin ベースの 3D プリンターにはさまざまな種類があります。ファームウェアはオープンソースであり、定期的なアップデートや新機能が追加されるなど、現在も積極的に開発が進められています。

概要

この記事では、Kipper と Marlin 3D プリンター ソフトウェアを紹介し、それぞれについて説明し、相互の比較について説明しました。3D プリント ソフトウェアの詳細については、Xometry の担当者にお問い合わせください。

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