Prusa i3
Prusa i3 は オープンソース の 熱溶解積層法 を用いた 3Dプリンター である。RepRap プロジェクトの一部であり、世界で最も使われている3Dプリンターである。オリジナルの Prusa i3 は Josef Průša によって 2012年 に設計された。2016年 には Prusa i3 MK2がリリースされ、さらに 2017年には、MK2S がリリースされた。Prusa i3 は比較的低コストである上、組み立てや改造が簡単なことから、教育だけでなく、趣味、プロフェッショナル用途として、広く世界に広まった。オープンソースとして公開されたことによって、有志の会社や個人によって、たくさんの亜種モデルが制作されている。また、他のRepRapプリンターと同様、Prusa i3 では自分自身の部品の一部をプリントすることができる。
Prusa i3 は RepRapプロジェクトのCore開発者であり、PCBヒートベッドを開発した、Josef Průša によって設計された、3番目のプリンターである。このプリンターのベースとなったモデルは、2010年に開発された Prusa Mendel 及び、2011年に開発された Prusa Mendel (iteration 2)である。Prusa Mendel という名前は、Průša 自身ではなく、RepRapコミュニティによって名づけられている。
最初の Prusa Mendel は 2010年9月、当時既に存在していたMendelモデル簡略化に重点を置いてリリースされた。また、以前は20時間かかっていたプリント部品の製作時間は10時間へと減らされ、3Dプリントで制作されていたベアリングは、標準のベアリングへと変更された。
2代目の Prusa Mendel は 2011年12月 にリリースされた。このバージョンでは、一部の部品がスナップフィットパーツに置き換えられたことで、製作やプリンターのメンテナンス時に必要とされる道具がより少なくなった。また、ステッピングモーターに取り付けられているベルトが改良されたり、LM8UUリニアベアリングが使われるなど、品質に関わる改善も行われた。
2012年5月、Prusa i3 のパーツ () やデザインがリリースされた。このリリースは、以前のバージョンや他のRepRapプリンターからの大きなデザイン変更となった。寸切りボルトによって構成されていた三角形のフレームは、ウォータージェットカッター によって作られる アルミニウム フレームへと変更された。また、"Prusa Nozzle" と呼ばれるフードセーフなホットエンドが採用され、M8ネジがM5ネジへと変更された。このデザインは、自己複製可能な部品を増やすことよりも、より制作が簡単になるように設計されている。2015年、Průša は Original Prusa i3 と呼ばれるバージョンをリリースした。これは彼の立ち上げた会社である Prusa Research から販売されている。
2016年5月には、Prusa i3 MK2 がリリースされた。このプリンターは、三つある方向軸全てにおいて、自動でジオメトリ修正を行うことができるようになった最初のプリンターである。新しく書き換えられた Marlin ファームウェア と 非接触近接インダクタンスセンサーにより、メッシュベッドレベリングが可能になっている。また、プリント容積はより大きく設定され、一体化されたオリジナルのステッピングモーターが用いられるようになった。
2017年5月、Josef Prusa は彼のブログ上で、Prusa i3 MK2S を発表し、既に注文を受けていた Prusa i3 MK2 は Prusa i3 MK2S として発送することを公表した。このバージョン強化された点は、LM8UUベアリングを固定するのにUボルトが用いられたこと、改善されたLM8UUベアリング、よりスムーズになった各ロッド、インダクタンスセンサーの固定マウントの改良、配線方法の改良、新しいコントロールボードカバーなどである。MK2が"S"にアップグレードされて発送されると同時に、MK2所有者に向けて、これらの改善点を利用できるようにするアップグレードキットの販売が開始された。
2017年9月には、Prusa i3 MK3 がリリースされた。キャッチコピーは"bloody smart (超賢い)"。アップグレードされた機能は数多く、より強固なY軸フレーム、フィラメントを両側から掴み送り込む新しい エクストルーダー、回転数チェック機能を持つより静かなファン、更新された レベリング センサー、"Einsy"と名付けられた新しいコントロールボード、128マイクロステップ機能を持ったより静かな ステッピングモーター ドライバー、PEI コートが施された交換可能なスチールシートとそれを保持するマグネット付きヒートベッドなどである。また、いくつかの温度センサーが追加された上、フィラメント検知センサー、電源断センサーなどの新しいセンサーも追加されている。このプリンターから、動作電圧が 12V ボルト から 24V へと変更されている。従って、全ての電子部品は 24V 対応部品へと変更されている。さらに、このプリンターでは オープンソース の (英) が動作している Raspberry Pi Zero W へ接続可能な、専用ソケットが提供されている。これを利用すること、ワイヤレスプリントや Prusa i3 専用の Octoprint が提供される。
MK3アップデートの主な目的は、一般人にも、3Dプリンターをより簡単にし、プリントの失敗を減らすことにある。フィラメント検知センサーによって、押し込むだけでフィラメントの充填が済むようになり、プリント中に、フィラメントが詰まってしまったり、なくなってしまった際には、プリントを自動的にポーズすることが可能になった。それぞれのケースにおいても、問題点が解決されるとプリントを再開することができる。また、新しいステッピングモータードライバーには、脱調によるレイヤーのずれを自動的に検知し、プリントの失敗からユーザーを保護する機能が追加されている。電源断センサーの追加されたことによって、停電 からの復活が可能になった。停電時には、電源 の コンデンサー にたまった電力を使用し、プリントヘッドを上昇させるよう設計されているため、プリントが余熱によって溶けてしまうことが防がれる。また、環境温度センサーが追加されたことによって、接触不良などによるメインボードのオーバーヒートが検知可能となった。
さらに、アップグレードされたフレームと電子部品により、最高 200 mm/s の、より速いプリントスピードが実現された。
既に MK2 や MK2S を購入済みのユーザーに向けて、MK2.5 と名付けられた、アップデートキットが販売されている。一部のアップグレードに制限されているため、これらは200ドルで提供される。しかし、多くのネガティブフィードバックがあったため、Prusa は MK2S から MK3 へのアップグレードを可能にする 500ドルのキットの販売を開始した。
Prusa i3 のオープンソースデザインとしての成功は、完成品とキットの両方が提供されていることだけでなく、様々な i3 デザインの派生マシンが存在することによって得られたものである。Prusa Research は、これらの派生マシンと競争することをよしとせず、協力し、より洗練されたデザインを継続して追求したい、と発表している。
2012年、Josef は彼の技術による成功に対し、チェコ の ヴィソチナ州 の 名誉学士 を受賞した。2014年2月、彼は チェコ の『フォーブズ』という雑誌のカバーとして掲載された。同誌では、"チェコにおける30人の30歳未満の知っておくべき人物の一人"として、彼をリストに入れている。
他のRepRapプリンターと同様に、Prusa i3 は自分自身のほとんどの部品を作り出すことができる。これらは通常、ABSプラスチックによってプリントされる。標準の Prusa i3 では 26個 のプリント部品が使われている。
ヒートベッドと高性能なホットエンドが用いられているため、Prusa i3 では ABS樹脂、ポリ乳酸(PLA)、耐衝撃性 ポリスチレン (HIPS)、ポリエチレン (PET)、様々なフレキシブルフィラメント、ポリプロピレン (PP)、ナイロン などの多くの材料を使ってプリントすることができる。それぞれの材料は、それぞれ異なる温度域と、ビルドプレートに正しく食いつかせるための異なるテクニックが要求される。
Prusa i3は、他のRepRapプリンターと同様に自己複製された 3Dプリントパーツと、"vitamins (ビタミン)" と称される、自己複製のできない既製部品によって構成されている。
Prusa i3 に使われている "vitamins" は、寸切りボルト、スムースロッド、ネジやナット、5つのNEMA 17 ステッピングモーター などの一般的な部品に加え、コントロールボード、ヒートベッド、ホットエンドなどの特殊部品等が挙げられる。
その人気の高さから、Prusa i3 にはたくさんの亜種モデルが存在する。これらは世界中の様々な企業や個人によって作られており、それぞれ異なるフレームやエクストルーダーが用いられていたりする。
Prusa i3 の亜種モデルで最も違いが見られるのはフレームである。鉄やアクリルから、レーザーカッターやCNCマシンなどを用いて切り出された単板型フレームや、MDFボード を用いてつくられたボックス型フレーム、中には レゴ ブロックを用いて作られたフレームまである。
Prusa i3 の亜種では、1.75 mm や 3 mm 径のフィラメント向けのものや、マルチカラー対応なものなど、さまざまなエクストルーダーが用いられている。エクストルーダーだけではなく、MIG溶接機 やレーザーカッターなどのヘッドが取り付けられることもある。