Klipper versus Marlin:een uitgebreide showdown voor 3D-printerfirmware

Klipper en Marlin zijn twee populaire 3D-printerfirmware-implementaties. Marlin werd voor het eerst ontwikkeld in 2011 en is tegenwoordig de meest populaire FDM-printerfirmware (fused deposition modeling). Het is gemakkelijk te gebruiken, betrouwbaar, nauwkeurig en compatibel met de meeste 3D-printers. Klipper is in 2016 ontwikkeld met een unieke ontwerpfilosofie en focus op snelheid en printkwaliteit. Hierdoor heeft het snel aan populariteit gewonnen, tot het punt waarop verschillende bekende fabrikanten van 3D-printers op Klipper gebaseerde 3D-printers hebben uitgebracht.

In dit artikel vergelijken we Klipper- en Marlin-firmware in termen van hoe ze werken, hoe ze omgaan met verwerkingstaken en wat hun belangrijkste voor- en nadelen zijn.

Wat is Klipper-firmware?

Klipper is een gratis open-source 3D-printerfirmwareproject. Het begon in 2016 met een focus op het verbeteren van de verwerkingssnelheden van 3D-printers. Tegenwoordig ondersteunt Klipper printsnelheden van 500 mm/s en hoger en heeft het pioniersfuncties ontwikkeld zoals input shaping en soepele drukvoortgang, die de kwaliteit van prints dramatisch verbeteren.

Klipper hanteert een ontwerpfilosofie waarbij de rekenlast wordt verdeeld over de controllers. Een 32-bits controller, zoals een Raspberry Pi, voert computationeel dure G-code-conversies uit naar machine-instructies. De belangrijkste 8-bits microcontroller van de 3D-printer wordt vervolgens gebruikt om rechtstreeks met de hardware te communiceren en de geconverteerde instructies door te geven.

Wat is het doel van Klipper-firmware?

Het doel van Klipper-firmware is om G-code om te zetten in hardware-instructies voor de stappenmotoren van een 3D-printer, en om te communiceren met de hardware om een 3D-geprint object te produceren. De ontwerpfilosofie van Klipper omvat het gebruik van een krachtig computerbord om G-code om te zetten in instructies op laag niveau en vervolgens het gebruik van een minder krachtige controller om te communiceren met de stappenmotoren, verwarmingselementen en extruders van de 3D-printer.

Hoe werkt Klipper-firmware?

Klipper-firmware werkt door G-code om te zetten in instructies voor de hardware die op de 3D-printer is geïnstalleerd. Dit kan het opnemen van geavanceerde functies zoals invoervorming en drukvoortgang omvatten in de bewegingsinstructies die naar deze printers worden verzonden. 

Deze G-code-conversieberekeningen vinden plaats op een relatief krachtig computerbord zoals een Raspberry Pi. De resulterende bewegingsinstructies worden vervolgens naar een minder krachtige besturingskaart gestuurd die rechtstreeks met de motoren communiceert en uitsluitend verantwoordelijk is voor het doorgeven van instructies aan de motoren.

Wanneer gebruik je Klipper-firmware?

Klipper-firmware kan worden gebruikt met elke 3D-printer waarmee deze compatibel is, om te profiteren van de hoogwaardige, snelle afdrukken die dit kan opleveren. Klipper vereist een bepaald niveau van technische kennis om correct te kunnen installeren, maar de introductie van “installatiehelpers” heeft die toegangsdrempel verlaagd. Als je het maximale uit je 3D-printer wilt halen en je hebt een basiskennis van computers, dan is het de moeite waard om Klipper uit te proberen.

Hoe verwerkt Klipper-firmware verwerkingstaken in vergelijking met Marlin?

Marlin voert alle verwerkingstaken uit op de 8-bits hoofdcontrollerkaart van de printer. Dit omvat het omzetten van G-code in bewegingsinstructies en het communiceren met de stappenmotoren en extruder. Klipper gebruikt een verwerkingsbenadering waarbij het de rekenwerklast over meerdere controllers verdeelt. Standaardcontrollers zijn uitsluitend gereserveerd voor de koppeling met motoren. Er worden krachtigere computerborden gebruikt voor het uitvoeren van rekenintensieve bewerkingen die plaatsvinden bij het omzetten van G-code in bewegingsinstructies. Meestal wordt hiervoor een Raspberry Pi gebruikt, maar andere 32-bits Linux-gebaseerde computerborden kunnen ook worden gebruikt.

Wat zijn de kenmerken van Klipper-firmware?

Klipper-firmware heeft onder andere de volgende kenmerken:

1. Snel afdrukken: Kan toonaangevende snelheden op stappenmotoren bereiken, waardoor printen op hoge snelheid mogelijk is met snelheden tot 500 mm/s.
2. Bewegingsplanning met hoge resolutie: Hierdoor kan een zeer nauwkeurige en zeer gedetailleerde bewegingsplanning worden bereikt, wat uiteindelijk de printkwaliteit verbetert.
3. Aanpasbaarheid: Gemakkelijk te configureren met configuratiebestanden en beschikt over veel verschillende webinterfaces om mee te werken, afhankelijk van uw voorkeur.
4. Invoervormgeving: Baanbrekende input-shaping, die trillingen en resonantie kan compenseren die in geprinte objecten verschijnen als nevenbeelden of rinkelen. Input shaping verandert de beweging van de extruder om trillingen te elimineren. Dit doet het door met behulp van wiskundige modellen een beweging zo te berekenen en te veranderen dat de trillingen die door eerdere bewegingen worden veroorzaakt, worden gecompenseerd. 
5. Soepele drukverplaatsing: Een soepele drukvoortgang verandert de manier waarop de printer filament extrudeert. Traditionele drukvoortgangspogingen om onmiddellijke veranderingen in de extrusiesnelheid te bereiken. Dit veroorzaakt echter extrusievertraging, waarbij er een vertraging is tussen het begin van de drukopbouw en de daadwerkelijke extrusie van het filament. Dit veroorzaakt onderextrusie aan het begin van een drukvervroeging en overextrusie aan het einde.  Een soepele drukvervroeging voorkomt wanneer de extruder de druk moet verhogen of verlagen. Op deze punten zal de extruder de druk iets eerder gaan verhogen om het filament op het juiste moment te laten stromen. Aan het einde van de extrusie zal de druk eerder afnemen, zodat het filament eerder stopt met stromen voordat overextrusie kan optreden. Dit leidt tot uniformere afdrukken met minder defecten.

Hoe verbetert Klipper-firmware de CNC-bewerkingsmogelijkheden?

Veel van de kernfuncties van Klipper-firmware kunnen worden vertaald naar CNC-bewerkingsmogelijkheden, waaronder:snelle verwerking, afstandsbediening, aanpasbaarheid, hoge resolutie en nauwkeurige bewegingsplanning. Klipper is echter uitsluitend ontwikkeld met het oog op 3D-printen, waardoor veel basisonderdelen van de CNC-functionaliteit, zoals het wisselen van gereedschap, tasten en freesbesturing, volledig ontbreken in de firmware in de huidige implementatie. Er worden pogingen ondernomen om enkele van deze basisfuncties toe te voegen om Klipper geschikt te maken voor CNC-bewerking.

Wat is het belangrijkste voordeel van Klipper-firmware?

Het belangrijkste voordeel van Klipper-firmware is de snelheid en printkwaliteit. 3D-printers die op Klipper-firmware draaien, kunnen snelheden van 500 mm/s en hoger bereiken. Functies zoals input shaping zorgen ervoor dat de kwaliteit van deze afdrukken extreem hoog blijft. Klipper is ook eenvoudig aan te passen met veel opties voor GUI's en afstandsbediening van op Klipper gebaseerde 3D-printers.

Wat is het grootste nadeel van Klipper-firmware?

Het grootste nadeel van Klipper is de afhankelijkheid van extra hardware. De belangrijkste ontwerpfilosofie van Klipper is om computationeel dure bewerkingen over te brengen naar een afzonderlijk computerbord, zoals een Raspberry Pi. Dit maakt deze extra, duurdere computerborden noodzakelijk, waarbij firmware zoals Marlin alleen lagere, goedkopere controllers nodig heeft.

Kan Klipper-firmware op een breed scala aan 3D-printerhardware worden geïnstalleerd?

Ja, Klipper-firmware kan op een breed scala aan 3D-printerhardware worden geïnstalleerd. Klipper is ontworpen om flexibel en compatibel te zijn met een breed scala aan hardware en FDM 3D-printertypen. Het installatieproces is eenvoudiger gemaakt door de introductie van de Klipper Installation And Update Helper (KIAUH), een applicatie die helpt bij het installeren van Klipper. Er is ook de mogelijkheid om Klipper-pads van derden te gebruiken met een 3D-printer. Deze pads bevatten controllers waarop Klipper is geïnstalleerd en worden doorgaans geleverd met een touchscreen, zodat ze eenvoudigweg op de printer hoeven te worden aangesloten om Klipper te kunnen gebruiken.

Wat is Marlin-firmware?

Marlin is een open-source firmwareprogramma voor 3D-printen dat voor het eerst werd ontwikkeld in 2011. Sindsdien is het in populariteit gegroeid tot de populairste 3D-printfirmware voor FDM-printers. Tegenwoordig draaien de meeste printers op Marlin-firmware of een afgeleide daarvan.

Marlin is ontworpen om te werken op 8-bit microcontrollers, met name Arduino-controllers. Op het moment van ontwikkeling hielp dit de toegangsdrempel voor 3D-printen te verlagen, aangezien 8-bit microcontrollers overal verkrijgbaar en betaalbaar waren, waardoor de totale kosten van 3D-printers daalden. Marlin staat bekend om zijn betrouwbaarheid, nauwkeurigheid, gebruiksgemak en compatibiliteit met de meeste FDM-printers die vandaag de dag verkrijgbaar zijn.

Wat is het doel van Marlin-firmware?

Het doel van Marlin-firmware is om G-code om te zetten in machine-instructies en die instructies te gebruiken om de hardware van de 3D-printer te besturen om een 3D-geprint object te produceren.

Hoe werkt Marlin-firmware?

Marlin-firmware werkt door G-code om te zetten in machine-instructies op een controllerbord. Deze instructies worden vervolgens naar de verschillende hardwareonderdelen van de printer gestuurd om het afdrukproces te vergemakkelijken. Dit omvat de stappenmotoren, extruders en verwarmingselementen.

Wanneer moet ik Marlin-firmware gebruiken?

Marlin-firmware kan voor elke 3D-printer en elke 3D-printopdracht worden gebruikt. Het is een goede firmware om te gebruiken als je net begint met 3D-printen, vooral omdat veel printers op Marlin-gebaseerde firmware draaien. Marlin is gemakkelijk te gebruiken en betrouwbaar en is een geweldige firmware om te gebruiken terwijl je de basisprincipes van 3D-printen leert.

Wat zijn de kenmerken van Marlin-firmware?

Hieronder volgen enkele kenmerken van de Marlin-firmware:

1. Brede compatibiliteit: Marlin is compatibel met de meeste consumenten-3D-printers die vandaag de dag verkrijgbaar zijn.
2. Werkt op 8-bits controllers: Marlin kan draaien op 8-bit controllers, waardoor de kosten worden verlaagd en compatibel wordt gemaakt met een breder scala aan printers.
3. Configureerbaarheid: Marlin heeft een uitgebreide reeks configuratieopties om het printergedrag te helpen verfijnen.
4. Gebruiksgemak: Marlin is zeer beginnersvriendelijk en er zijn veel handleidingen beschikbaar om de basisfunctionaliteit te helpen begrijpen.
5. Uitgebreide ondersteuning voor plug-ins en add-ons: Er is een breed scala aan add-ons en plug-ins beschikbaar voor Marlin. Deze maken functies mogelijk zoals het gebruik van bednivelleringssondes en filamentsensoren.

Hoe gaat Marlin om met verwerkingstaken vergeleken met Klipper?

Marlin heeft een ontwerpfilosofie die duidelijk verschilt van die van Klipper. Klipper verdeelt verwerkingstaken tussen de 8-bit controllers van de printer en krachtigere 32-bit controllerkaarten. De 32-bits controller verwerkt rekenintensieve bewerkingen zoals G-codeconversie en geavanceerde functies. De 8-bit-controllers verzorgen alleen de interface met de hardware van de 3D-printer.

Met Marlin wordt de G-codeconversie rechtstreeks uitgevoerd op de controller die communiceert met de 3D-printerhardware. Marlin is geschreven om te draaien op 8-bit controllerkaarten, waardoor de kosten laag blijven, hoewel dit de prestaties kan opofferen in vergelijking met Klipper. Vanaf 2019 kan Marlin ook op 32-bits kaarten draaien en de verbeterde verwerkingsmogelijkheden gebruiken om enkele belangrijke functies te ondersteunen, evenals de algehele verwerkingssnelheid van de firmware te verbeteren.

Kan Marlin op een breed scala aan 3D-printerhardware worden geïnstalleerd?

Ja, Marlin kan op een breed scala aan 3D-printerhardware worden geïnstalleerd. Marlin is nog steeds de de facto firmwarestandaard voor 3D-printers voor consumenten. Het kan op elke 8-bit Atmel AVR of 32-bit ARM-controller worden geïnstalleerd.

Wat is het voordeel van Marlin-firmware?

Er zijn verschillende voordelen aan het gebruik van Marlin-firmware, waaronder:

1. Aanpasbaarheid: Marlin heeft goede aanpassingsmogelijkheden, met een grote lijst met add-ons en configuratie-opties.
2. Communautaire ondersteuning: Marlin heeft een grote en actieve community, die gebruikers ondersteuning kan bieden.
3. Eenvoudige installatie: Marlin is vrij eenvoudig te installeren en configureren. Er zijn talloze handleidingen en tutorials beschikbaar om beginners bij het proces te helpen.
4. Betrouwbaarheid: Marlin bestaat al sinds 2011 en is ongelooflijk stabiel, betrouwbaar en consistent.

Wat is het nadeel van Marlin-firmware?

Marlin-firmware heeft enkele nadelen, waaronder:

1. Verwerkingssnelheid: Marlin heeft een beperkte verwerkingssnelheid omdat het de hoofdcontrollerkaart van de printer gebruikt om de verwerking af te handelen. Dit beperkt de snelheden die de firmware kan ondersteunen en beperkt ook bepaalde functies die meer verwerkingskracht vereisen.
2. Omslachtig updateproces: Voor eventuele updates van de firmware of configuratie van de printer moet de controllerkaart opnieuw worden geflasht, wat een tijdrovend en omslachtig proces kan zijn.

Is Marlin-firmware geschikt voor 3D-printen?

Ja, Marlin-firmware is geschikt voor 3D-printen. Marlin werd voor het eerst ontwikkeld in 2011. Sindsdien is het het favoriete firmwareprogramma voor 3D-printen geworden, met een grote gebruikersbasis. Er is een grote verscheidenheid aan op Marlin gebaseerde 3D-printers. De firmware is open source en er wordt nog steeds actief aan gewerkt, met regelmatige updates en nieuwe functies.

Samenvatting

In dit artikel werd de 3D-printersoftware van Kipper en Marlin gepresenteerd, werd elk ervan uitgelegd en besproken hoe ze zich tot elkaar verhouden. Neem voor meer informatie over 3D-printsoftware contact op met een vertegenwoordiger van Xometry.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printen en andere diensten met toegevoegde waarde voor al uw prototyping- en productiebehoeften. Bezoek onze website voor meer informatie of vraag een gratis en vrijblijvende offerte aan.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.