Prusa i3

Prusa i3 是由捷克公司 Prusa Research 製造、以註冊商標名 Original Prusa i3 發售的熔融沉積製造（FDM）3D列印機產品系列。作為RepRap計畫的一部分，Prusa i3 列印機在 2016 年被稱為世界上使用最多的 3D 列印機。首款 Prusa i3 由捷克人  於 2012 年設計，並在 2015 年以商業套件形式釋出。截至 2024 年 8 月販售的 Prusa MK4S為最新型號，提供DIY套件與工廠組裝成品兩種版本。Prusa i3 較低的成本與易於組裝及改裝的特性，使其在教育界、業餘愛好者和專業人士間廣受歡迎，其中 Prusa i3 型號 MK2 在 2016 年獲得了數項獎項。

i3 系列以開源硬體授權方式釋出，這使得許多其他公司與個人製作出該設計的變體與仿製品 。「i3」 這個名稱指的是該印表機為設計的第三次迭代。這個名稱一直使用到 Prusa i3 MK3 及其變體，但在 MK4開始已不再冠上「i3」，改稱為「Original Prusa MK4」。

型號
RepRap Mendel
最早構想於 2009 年，RepRap Mendel 3D 列印機被設計成由 3D 列印零件與常見的現成零組件組裝而成（稱為「維他命」（vitamins），因為它們無法由列印機本身製造）。這些零件包括螺紋桿、絲桿、光滑軸與軸承、螺絲、螺帽、步進馬達、 控制電路板 ，以及用來熔化並置放熱塑性材料的「噴頭」。笛卡兒機構允許在立方體體積內任意放置材料；這一設計在 i3 系列的發展中持續沿用。平坦的「列印床」（列印零件的表面）可在一個軸向（Y）移動，而兩根水平與兩根垂直的軸桿則讓工具在另外兩個軸向運動，分別標示為 X 與 Z。

Prusa Mendel
 是 RepRap 計畫的核心開發者之一，先前開發過一種使用 PCB 加熱的「印床」。他改良並簡化了 RepRap Mendel 的設計，將列印 3D 塑膠零件的時間從 20 小時減少到 10 小時，改用兩個 Z 軸馬達以簡化框架，並將一般軸承改為 3D 列印的套筒。該印表機於 2010 年 9 月首次公開發表， 本人稱之為 「Prusa Mendel」reprap wiki。根據 RepRap 的維基，「Prusa Mendel 是 3D 印表機界的 Ford Model T」。

Prusa Mendel（第二版）

 精簡了他的 Mendel 設計，並於 2011 年 11 月發布「Prusa Iteration 2」。零件改動讓組裝可採卡榫配合，不需膠水；建造和維護此版本所需的工具也減少。雖非必要，但為了達到「專業」效果，建議使用精密製造的細牙滑輪和 LM8UU 線性軸承，勝於3D列印之等價品。

Mendel90

對 RepRap 社群而言，螺桿（threaded-rod）三角形 Z 軸框架在強度與穩定性上顯然有其限制，且若要增加最大列印高度，印表機的佔用面積就必須大幅增加。Chris Palmer（以「Nophead」發文）在 2011 年 12 月創造了「Mendel90」，這是一臺採用門式（gantry-style）中密度纖維板（Medium-density fibreboard）框架的印表機。它藉由以實心片材切割出的剛性框架取代 Mendel 框架上方的支撐，將列印速度與精準度提升；該剛性框架組裝成彼此成 90 度角的單一結構面與兩個機械面。Prusa 的兩顆 Z 軸馬達從原先懸浮安裝在頂部，改為固定在垂直框架的底部，並以Dibond 複合板作為加熱床的剛性安裝板。

Prusa i3 與 i3 1.75 mm

2012 年 5 月， 發布了重大的重新設計，重點放在易於組裝與使用，不再像先前的 RepRap 機型那樣以最常見且最簡單的硬體為結構基礎。Prusa i3 採用剛性一體成形的水刀切割鋁製直立框架，打印區域有大開口，並為 Z 軸元件提供固定的安裝點，類似於 Mendel90。第二個框架件則作為加熱床的輕量化安裝座。Prusa 沒有使用底板，而是保留了用於支撐加熱床 Y 軸的 M10 螺桿。它使用一體成形、食品級不鏽鋼的熱端（Hot end），稱為 「Prusa Nozzle」，使用直徑3.0 公釐的線材列印，並以 M5 螺桿作為絲桿代替 M8。

2015 年 5 月， 以品牌名「Original Prusa i3」釋出一款完整套件。在發現直徑 1.75 公釐線材比 3 公釐更為普遍後， 放棄了 Prusa Nozzle，並將擠出機（extrunder）重新設計為採用第三方生產的加熱端 E3D V6-Lite，列印品質獲得大幅提升，他於 2015 年 8 月推出了新的 i3 1.75 mm 版本。原始型號之後被稱為 MK0 或「Mark zero」，而新型號則被稱為「MK1」。

Prusa i3 MK2 與 MK2S

 於 2016 年 5 月發表了 Prusa i3 MK2。它是第一臺具備網格式床面調平和三軸自動幾何校正的嗜好者 3D 印表機。特色包括更大的建置體積、自訂步進馬達內建螺桿、用於自動調平的非接觸式感應式感測器 ，以及改寫過的 Marlin 韌體。其他新功能包括聚醚醯亞胺（PEI, Polyetherimide）列印表面、Rambo 控制板與 E3D V6 Full 熱端。Prusa MK2 成為首款獲得 Windows 10 即插即用 USB 識別碼支援的 RepRap 印表機。

2017 年 3 月， 在他的部落格上宣佈經改版的 Prusa i3 MK2S 將取代 Prusa i3 MK2 出貨。所提及的改進包括用 U 型螺栓固定先前用於固定 LM8UU 軸承的綁線帶 、更高品質的軸承與導桿、為電感感測器改良的固定座、改良的線材管理以及新的電子外殼。Prusa公司也提供升級套件給既有 MK2 機主，以加入這些改良。

Prusa i3 MK3 與 MK2.5

2017 年 9 月，Prusa i3 MK3 發表，行銷口號為「」。從這款型號開始，機座與 Y 軸改採鋁擠型組裝，移除了 Mendel 設計中最後的結構用螺紋桿。內含全新擠出機 ，配備瑞典Bondtech公司致作的雙傳動齒輪、具有轉速監控的低噪音風扇、更快的列印速度、更新的床面校平感測器、一塊名為「Einsy」的新電子板、採用 128 步進微步驅動的低噪音步進馬達，以及附可互換 PEI 塗層鋼板的磁性熱床。電氣元件已更新為適用新的 24 伏特直流電源供應器。該印表機亦提供專用插座，可連接到執行 OctoPrint 分支版本的樹莓派Zero W 以支援無線列印。

易用性功能包括一個耗材偵測器，能在插入耗材時自動進料，且在耗材卡住或耗盡時暫停列印；具備錯誤校正的步進馬達驅動器，可防止因跳步而造成的層位移；以及在停電後的回復列印功能。環境溫度感測器既可確認適合的周圍溫度，也能偵測主板上過熱的電氣連接。

既有的 MK2 和 MK2S 使用者可選擇一項售價 199 美元升級套件，稱為 MK2.5，僅限於較便宜的可升級功能。但在社群負面回應後，Prusa 改提供一項較昂貴的 MK2S 升級到 MK3 的完整升級套件，售價 500 美元。

Prusa i3 MK3S 與 MK3S+
2019 年 2 月，Prusa i3 MK3S 發佈，並同時推出了多材料單元 Multi Material Upgrade 2S (MMU2S)，可自動在列印時從五種不同線材中選擇任一種進行列印，實現多色或多材質列印。MK3S 的變更包括簡化的光電機械進料感測器、改良的列印冷卻，以及更容易維修的擠出機存取設計。

Prusa 自 2020 年 11 月起對 Prusa i3 MK3S+ 進行了在產改良（running change），。此型號具有改良的床平整感測器及少量零件變更。

Prusa MK4 與 MK4S

2023 年 3 月，Prusa公司發表了 Prusa MK4 以及第三代多材料單元（Multi Material Unit 3, MMU3）。此型號採用最早在 Prusa XL列印機上見到的新款「Nextruder」擠出機系統、免調整的負載感測床平整（load cell）功能、模組化可替換的全金屬熱端、彩色觸控螢幕 ，以及壓鑄鋁合金機架、Y 承載（熱床支撐）與擠出機框架。取代前幾代8位元的32位元主機板包含額外的安全與監控電路、網路連接埠、MMU3 連接埠，以及一個 Wi‑fi 模組。這是 Prusa 首款基於 Mendel 設計且包含本地與雲端監控與支援的機型。

改用 0.9 度步進馬達，並加入輸入整形（input shaping）與壓力補償（pressure advance），使得 Mendel 式設計能在避免對列印物造成振鈴偽影（ringing artifacts）及其他不良花紋的同時，提高列印速度，即便它沒有像 CoreXY 印表機那種箱形結構的優勢。然而， 曾表示，他們的設計目標是列印品質，而非極限速度。設計中有加裝加速度計的預留空間，該元件常在 3D 列印中用於輸入整形的自我調校，但最終設計並未包含此元件。

在發表時，輸入整形軟體與感測器資料蒐集功能尚未完成，MMU3也尚未準備好釋出。早期型號的升級套件同樣無法出貨。2024 年 2 月 5 日，給 MK3 升級為 MK3.5 的升級套件開始出貨。觸控螢幕操作直到 2024 年 4 月韌體更新後才正式啟用。

在 2024 年 8 月，Prusa 發布了 Prusa MK4S，並推出供先前 Prusa i3 機型使用者的升級套件。MK4S 對比之前的 MK4 帶來了些微改進，包括更佳的零件冷卻、更快的列印速度等功能。在推出 CORE One（一款 Core-XY 箱式機種）時，公司也提供從 MK4S 的升級套件。

Prusa CORE One與CORE One L
在 2024 年 11 月，Prusa 發表了 Prusa CORE One 3D印表機https://blog.prusa3d.com/introducing-prusa-core-one-fully-enclosed-corexy-3d-printer-with-active-temperature-control_105477/，改為CoreXY運動架構，具備含溫度控制的封閉式箱體，可列印需溫控的ABS樹脂等線材、換裝全新觸控式 LCD 以及比 MK4S 更快的列印速度。同時間也釋出了供先前 MK4S 機型使用的升級套件。到 2025 年 5 月底，該機型加入了來自同一公司的MMU3多材質列印支援https://blog.prusa3d.com/mmu3-for-the-prusa-core-one-is-here_115073/。

2025年10月，Prusa 發表了尺寸加大的版本，稱為「CORE One L」，除了可列印尺寸加大為30×30×33公分，側板改為鋁以降低重量，熱床升級為AC 對流熱床，具備主動空氣循環，讓艙內熱分布更為均勻。另外推出供關鍵基礎設施的特別版本，完全無Wi-Fi與攝影鏡頭功能，給有高度資安和保密要求的場域使用。

其他 Prusa 機型
在 MK3S 之後，Prusa 推出了其他型號，如 Prusa SL1 (光固化（SLA）印表機)、Prusa Mini（採用懸臂結構）、Prusa XL（在大型全框架結構內使用 CoreXY 架構）以及 Prusa Core One（同樣使用 CoreXY 框架）。這些印表機並非 Mendel 框架設計的延伸。

變體
由於設計的所有面向皆以開源與開放硬體條款公開，全球許多公司與個人自 2015 年起就已經以組裝品與套件形式生產並販售數千台 Prusa i3 的仿製品、變體與升級套件。Prusa Research 並未選擇與此直接競爭，而是採取持續精進其設計的策略。

零件與材料
塑膠零件
所有 Prusa i3 機型都以3D列印線材作為進料來製作零件。

和其他 RepRap 印表機一樣，Prusa i3 能夠自行製造許多零件，設計圖可自由取得以供維修、複製與重新設計。早期這些零件以 ABS 塑料列印；Prusa Research 後來改以大多數 PETG 列印件，且在噴嘴附近較高溫處使用 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）。截至 2024 年，Prusa 在包括 MK4/MK4S 的多款印表機上使用含碳纖維的高溫聚碳酸酯混合材（PCCF）與 PETG。截至 2021 年 10 月，Prusa 維持一個由 600 臺 3D 印表機組成的「列印農場」，用以製造 Original Prusa 品牌產品的塑膠零件，並搭配部分選擇性的射出成型零件以加速生產。


控制系統
當 Prusa i3 設計在 2012 年首次推出時，RepRap 印表機經常使用開放硬體控制器，例如 Arduino Mega，再配合提供其餘電路的 Arduino 擴充板，例如 RAMPS 板。一體化版本如 RAMBo 板也開始出現。作為商品化產品，Original Prusa i3 在 MK2 以前使用 Mini-Rambo。MK3 系列改用 Einsy Rambo 板以提供所需功能，例如更低的運作噪音。MK4 則使用 xBuddy，為 i3 系列中首款採用的 32 位元主機板。

所有原廠 Prusa 產品皆使用 Marlin開源 3D 列印韌體。

第一層控制與床面校平
在擠出第一層時，噴頭必須與列印床保持精確距離以確保良好附著。許多 3D 列印機依賴使用者以手動方式在多個位置調整床高度，來完成此程序。為了自動化此過程，Prusa i3 自 2016 年 MK2 起的型號配備名為 PINDA（Prusa INDuction Autolevelin）的感測器，用以偵測列印床在不同位置的高度，並在列印時相應調整 。

感測器有下列版本：
PINDA V1 - 一種用於 MK2/S 與 MINI 的非接觸式電感感測器。
PINDA V2 - 用於 MK2.5、MK2.5S、MK3 與 MK3S 的熱補償感應電感式感測器。
SuperPINDA - 用於 MK2.5/S 與 MK3/S/+ 的熱不敏感感測器PINDA/SuperPINDA Sensor testing January 2022。
Load cell sensor - 用於 MK4 的接觸式感測器。

PINDA 系列需要一個電子 Z 軸高度調整，該調整可能會因不同的加熱床表面或不同的噴嘴而有所差異。Load cell 感測器會自動補償噴嘴尺寸、加熱床表面的厚度與熱膨脹的變化，因而不需要為此儲存設定。

框架
i3 與其前身最明顯的差異在於垂直框架，該框架可以有多種形式。這些形式包括以鋼或有機玻璃切割成的單片框架、由膠合板或中密度纖維板製成的箱形框架，甚至還有樂高（Lego）積木組裝的框架。廉價的鋁擠型常被3D列印愛好者和仿製i3 印表機的製造商採用。一些大量生產的 i3 衍生機種，例如創想三維的 Ender 3系列，為了降低成本與複雜度，採用滾輪直接與擠型框架接觸，而非使用精密桿與軸承。

擠出機
除了標準的 Prusa i3 線材擠出機之外，其他人也製作了售後替換擠出機與玩家用工具頭，包括MIG電弧銲與雷射切割機。Prusa 在 2018 年以愚人節玩笑的方式，推出名為「MK3 Master Chef Upgrade」的一系列實用烹飪工具與程式作為惡搞。

註解

另見

Prusa Mini
Voron 2.4

參考資料

外部連結
 Prusa Research

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