3D 打印機(jī)又稱(chēng)為增材制造技術(shù)，是一種利用數(shù)字模型文件，通過(guò)逐層堆疊材料來(lái)構(gòu)建物體的技術(shù)。用戶(hù)們只需將自己想要的物品的軟件模型導(dǎo)入到 3D 打印機(jī)中，就可以得到實(shí)體的物品，各種尺寸各種顏色都可以自行調(diào)整，是 DIY 愛(ài)好者的心頭好，有了 3D 打印機(jī)，用戶(hù)就像擁有了哆啦A夢(mèng)的百寶袋，將自己的奇思妙想變成現(xiàn)實(shí)。

目前消費(fèi)級(jí)打印機(jī)大部分會(huì)使用 Klipper 固件，Klipper 是一個(gè)可以運(yùn)行在 Liunx 系統(tǒng)上的開(kāi)源 3D 打印機(jī)固件，它與 Marlin 固件不同：

Marlin 固件是在一個(gè) MCU 上完成字符串解析、路徑規(guī)劃運(yùn)算、溫度 pid 計(jì)算等，一系列復(fù)雜的動(dòng)作全在一個(gè) MCU 上完成；

Klipper 將執(zhí)行與邏輯分離，將邏輯部分交給性能更強(qiáng)的 MPU，執(zhí)行部分交給 MCU。

分離架構(gòu)讓 Klipper 能夠?qū)崿F(xiàn)更大的計(jì)算量，相對(duì)于Marlin固件，Klipper 可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制邏輯，比如 AI 首層檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平，實(shí)現(xiàn)更高的打印速度和打印質(zhì)量。

常見(jiàn)架構(gòu)

目前Klipper 3D 打印機(jī)的常見(jiàn)架構(gòu)如下：

MPU：一般會(huì)使用類(lèi)似 RK、NXP 的 MPU，用于解析切片軟件導(dǎo)出的 G-Code 代碼，規(guī)劃打印機(jī)上各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑，同時(shí)將運(yùn)動(dòng)指令下發(fā)給 MCU；

MCU：用于接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的電脈沖，同時(shí)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送相關(guān)指令;

電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片：接收 MCU 指令，輸出 PWM 脈沖，精準(zhǔn)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

方案推薦

現(xiàn)世平集團(tuán)推出基于 NXP RT1052 的 Klipper 3D 打印機(jī)下位機(jī)方案，只需用一個(gè) MCU 即可處理 Kliiper 上位機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)指令、同時(shí)驅(qū)動(dòng)四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，省去四個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，具有超高性?xún)r(jià)比~

該方案使用的 MCU NXP RT1052 基于 Cortex-M7 內(nèi)核，主頻高達(dá) 500MHz，SRAM 達(dá) 512KB，支持 4個(gè) FlexPWM，同時(shí)搭載 Novosense H 橋驅(qū)動(dòng)、Sgmicro 運(yùn)算放大器、NXP CAN 收發(fā)器。

該方案有如下特點(diǎn)：

MCU 做 Klipper 下位機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng) X、Y、Z+擠出頭四個(gè)電機(jī)；

實(shí)現(xiàn)位置、速度、電流控制，保證電機(jī)不丟步；

空載速度 600mm/s，打印速度 300mm/s，加速度 20000mm/s2，目前打印一只小船只需 18 分鐘；

高速狀態(tài)64 細(xì)分，低速狀態(tài)256 細(xì)分；

已完成 Klipper MCU 固件移植，幫助客戶(hù)更快開(kāi)發(fā)。

通過(guò)基于 NXP RT1052 的 Klipper 下位機(jī)方案，3D 打印機(jī)的性能和性?xún)r(jià)比得到了顯著提升。如果您正在尋找一款高效、穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)的 3D 打印機(jī)解決方案，這無(wú)疑是一個(gè)值得關(guān)注的選擇！

參考資料

原來(lái)klipper固件這么牛逼！- 知乎

桌面級(jí)FDM高速3D打印機(jī)爆發(fā)，Klipper 固件獨(dú)特功能、原理和優(yōu)勢(shì)！|fdm|控制器|視頻文件|3d打印機(jī)_網(wǎng)易訂閱

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