Análise da impressora 3D Voxelab Aquila D1 - As guias lineares MGN não são uma cura milagrosa
Com o Aquila D1, a Voxelab envia um sucessor para o Aquila S2 para o mercado. Embora a Voxelab em si não seja exatamente um dos fabricantes mais conhecidos de impressoras 3D, sua empresa controladora é realmente uma grande participante e uma veterana da manufatura aditiva. Isso porque a Voxelab faz parte da Flashforge, que foi fundada em 2011. A subsidiária atende ao mercado de impressoras 3D de baixo custo, mas geralmente não ignora a experiência e a qualidade da Flashforge. Por exemplo, as impressoras FDM daqui têm o design típico da Creality, mas são adaptadas para que os dispositivos também possam processar materiais técnicos, como nylon ou poliamida. Embora a Aquila D1 esteja no segmento de nível básico em termos de preço e aparência, os usuários devem ter bastante experiência. A Aquila D1 requer certo know-how para ser usada de forma sensata e perdoa muito menos os erros do que outras impressoras 3D.
Dados técnicos
Em uma inspeção mais detalhada, o Aquila S2 e o D1 não têm muito em comum, mas, em última análise, os dados de desempenho dos dois dispositivos são muito semelhantes. A extremidade quente totalmente metálica do D1 pode ser aquecida a até 300 °C. Os eixos X e Y agora funcionam em trilhos e rolamentos lineares. Os rolos de Delrin agora são encontrados apenas no eixo Z, que é acionado de ambos os lados. Em detalhes, o cabeçote de impressão da D1 agora é muito semelhante ao design atual da combinação de Hotend e extrusora da Creality. Em termos de volume de impressão, o novo dispositivo da Voxelab corresponde ao padrão atual para impressoras 3D de médio porte.
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Voxelab Aquila D1 | |
---|---|
Tecnologia usada | FDM, FFF |
Volume máximo de impressão | 235 × 235 × 250 mm |
Tamanho da unidade sem cabo e rolo de filamento | 47 × 44 × 63 cm (A × P × L) |
Espaço no chão em operação | Mínimo de 50 × 55 cm |
Sistema de movimento | X,Y,Z - acionamento único de acordo com a Prusa/Mendel |
Extrusora | Extrusora de acionamento direto Cartucho de aquecimento de 40 watts, máximo de 300 °C |
Cama de impressão | cama de impressão de aço com mola magnética e revestimento de PEI aquecida com fonte de alimentação de 24 V máximo de 110 °C |
Nivelamento automático da cama | com sensor indutivo de proximidade |
Placa de controle Microcontrolador |
FFP0261_MainBoard_V1.0.2 Nation N32G455 VB/C |
Firmware do dispositivo de teste | Aquila D1 Firmware 2.0.2 |
Driver de motor de passo | Ruimeng Technology MS35775 Driver de motor de passo soldado com interpolação de 256 etapas |
Conectores | microSD, microUSB |
Controle | Tela sensível ao toque, interface serial via USB |
Fonte de alimentação | Unidade de fonte de alimentação interna de 110-240 V a 24 V |
Página do fabricante | Voxelab |
Construção e gerenciamento de cabos
A Voxelab conta com os típicos perfis de alumínio com ranhura em V no projeto do Aquila D1. No entanto, eles são usados aqui apenas no eixo Z para servir de guia para os rolos de Delrin. Os eixos X e Y são equipados com rolamentos lineares MGN e os trilhos correspondentes. Eles devem proporcionar um funcionamento quase sem atrito dos componentes, além de serem altamente precisos. Para um visual mais limpo, toda a base agora é revestida com chapa de aço com revestimento em pó. Além disso, as unidades de acionamento dos eixos X e Y também são fornecidas com uma tampa protetora, que protege a impressora contra sujeira e o usuário contra ferimentos. Os rolamentos lineares instalados do tipo MGN9H são extremamente precisos, mas também dificilmente perdoam as imprecisões de fabricação. Por exemplo, os dois trilhos-guia do eixo Y teriam que ficar exatamente paralelos com uma tolerância de cerca de 0,15, e suas contrapartes correspondentes, os rolamentos lineares, também teriam que ser montados com a mesma precisão. Enquanto nosso dispositivo de teste estiver frio, os trilhos funcionam muito bem, o que indica uma montagem precisa. Mas aqui já encontramos um problema com o Aquila D1 no primeiro teste de pressão.
Gerenciamento de cabos
Do lado de fora, o gerenciamento de cabos aqui corresponde ao padrão. Os chicotes de cabos usuais levam a componentes como a cabeça de impressão, os motores de acionamento e a mesa de impressão. Embora encontremos um alívio de tensão para o chicote de cabos da mesa de impressão, o que nos preocupa aqui é principalmente o chicote de cabos do eixo X e do cabeçote de impressão. Não há alívio de tensão para os chicotes de cabos aqui. Todas as forças devem ser absorvidas pelos conectores. A longo prazo, podem surgir problemas aqui.
Por outro lado, encontramos um bom gerenciamento de cabos sob a tampa da base. Todas as extremidades dos cabos são equipadas com terminais de cabos apropriados e o condutor de proteção é conectado ao gabinete e à estrutura em vários pontos. Assim, também podemos rastrear a conexão com o condutor de proteção em todos os módulos por meio de um multímetro.
Placa-mãe
Sob a tampa da base, também encontramos o centro de controle do Aquila D1. A placa principal está identificada como FFP0261_MainBoard_V1.0.2 - provavelmente um desenvolvimento interno do Aquila. O mesmo minimalismo entra em ação aqui, o que já vimos e criticamos em dispositivos como o Anycubic Cobra 2. A impressora 3D quase não oferece opções de expansão com essa placa, e muitas conexões são proprietárias. O Nation N32G455 VB/C é usado como microcontrolador, um núcleo ARM Cortex M4 de 32 bits com clock máximo de 144 MHz. Quatro drivers de motor de passo são soldados diretamente na placa. Nesse caso, os drivers são da Ruimeng Technology MS35775. Assim como os drivers de motor de passo da TMC, eles oferecem interpolação de etapas de 256 partes, mas não garantem movimentos tão silenciosos quanto os chips do fabricante alemão.
Montagem e configuração
Como a maioria das impressoras 3D, a Voxelab Aquila D1 vem em partes. A Aquila inclui as ferramentas para montagem imediata e inclui alguns itens pequenos na caixa que podem ser úteis para operações posteriores. Como acontece com a maioria das impressoras 3D desse tipo, a montagem não é particularmente complicada. A Voxlab também inclui um manual de instruções claro. No máximo, a montagem do arco é um pouco complicada, pois os parafusos precisam ser aparafusados por baixo, como de costume. Descobrimos que todas as peças se encaixam paralelamente e em ângulos retos imediatamente. Assim, depois de ajustarmos as tensões da correia nos dois parafusos de fixação e alinharmos a mesa de impressão com os quatro parafusos de fixação do cabeçote de impressão, podemos começar a colocar a nova máquina em funcionamento.
Isso significa primeiro executar o nivelamento automático da cama de malha. Com cerca de oito minutos, esse processo leva um pouco mais de tempo do que em outros dispositivos. No entanto, a impressora 3D também sente falta do leito de impressão aquecido e precisa de apenas quatro minutos para atingir a temperatura operacional.
Para o primeiro teste, escolhemos o típico 3D-Benchy. O gCode para ele veio da Voxelab no microSD incluído. Infelizmente, uma falha de projeto ou de fabricação da Aqulila D1 fica evidente aqui: O leito de impressão aquecido também irradia seu calor para baixo. Isso faz com que o componente ao qual os rolamentos lineares e a mesa de impressão estão conectados se expanda. As guias lineares embaixo permanecem frias, e a expansão térmica causa tensões mecânicas porque os rolamentos MGN não conseguem compensar a expansão. Como resultado, a mesa de impressão não pode mais se mover livremente, ocorrem perdas de passo e o modelo de impressão é impresso deslocado. A palavra-chave aqui é deslocamento de camada.
Portanto, nosso primeiro reparo deveria ter sido feito antes mesmo de terminarmos a primeira impressão. A solução do problema foi relativamente simples. Um dos dois trilhos lineares paralelos precisava receber um mínimo de folga para compensar a expansão térmica durante a operação. Para isso, bastava afrouxar os parafusos do trilho direito. É necessário um toque delicado aqui, pois os parafusos devem ser afrouxados apenas o suficiente para permitir que o trilho se mova ligeiramente no plano, mas não tanto a ponto de levantar da base fresada no plano. Para os leitores tecnicamente experientes, deve ter havido um erro aqui durante o processo de fabricação da impressora 3D. Os parafusos do trilho direito foram apertados com um torque muito alto. Isso resulta em dois rolamentos fixos. Da forma como a Voxelab fresou a extrusão de alumínio, o trilho direito foi projetado como um rolamento flutuante. No entanto, a escolha dos parafusos e do torque de aperto impede isso. No entanto, nossa solução não pode ser permanente, pois a posição dos parafusos precisa ser verificada várias vezes. Em longo prazo, devemos mudar para arruelas de PTFE. Para reduzir as flutuações de temperatura sob o leito de pressão, também faz sentido usar o isolamento do leito de pressão (cerca de 10 euros na Amazon). Isso também economiza energia.
Após a modificação, a Voxelab Aquila D1 funcionou bem. Os problemas com mudanças de camadas foram resolvidos por enquanto.
Controle
As telas sensíveis ao toque para controlar muitas impressoras 3D também se estabeleceram no Voxelab. A interface do usuário é bastante simples e está traduzida em vários idiomas. No entanto, infelizmente, notamos que a Voxelab cometeu vários erros de ortografia durante a tradução para o alemão. Um pouco mais tarde, percebemos que a Voxelab confundiu Yes (sim) e No (não) na tradução. Se quiser cancelar ou pausar uma impressão, você terá um campo de confirmação com perguntas como Cancel print?
, Suspend print?
ou Continue
print? Para confirmar, no entanto, você precisa tocar em Não
aqui. Nos modos inglês e francês, os dois campos de entrada são fornecidos com o texto correto. Aqueles que entendem um dos outros idiomas oferecidos pela impressora provavelmente devem escolher esses. Enviamos ao fabricante todas as informações sobre o erro. No entanto, a Voxelab ainda não foi capaz de corrigir o erro.
Com exceção dos erros na tradução para o alemão, no entanto, a interface é bastante confortável. Os valores numéricos podem ser inseridos por meio de um campo numérico, e as opções de controle usuais estão disponíveis. Apenas um assistente para ajuste manual da mesa de impressão e uma opção de configuração para o fator de extrusão não estão disponíveis.
Slicer - A Voxelab oferece o VoxelMaker
A Voxlab é um dos poucos fabricantes de impressoras 3D que fornece seu próprio fatiador para download. O programa é usado para converter modelos 3D em gCode, que pode ser lido por impressoras 3D. O programa lembra um pouco uma mistura de Cura e Simplify3D, mas na verdade é baseado no FlashPrint 5 da Flashforge. Assim, o VoxelMaker oferece muitas vantagens dos dois programas conhecidos, o que o torna fácil de usar. Em princípio, a precisão do programa é boa e um pouco acima do nível do Cura 4.x, mas não chega aos excelentes resultados do Arachne Slice Engine. No entanto, a Voxelab fornece atualizações regulares para o fatiador, e o programa é extremamente bem organizado. Ele oferece um início fácil para iniciantes, bem como muitas configurações para usuários avançados adaptarem as impressões 3D às suas próprias necessidades.
Desempenho
Com a Aquillia D1, a Voxelab não segue exatamente o caminho que muitos outros fabricantes de impressoras 3D seguiram nos últimos anos. Por exemplo, as velocidades máximas declaradas pela Voxelab parecem bastante baixas. Ela anuncia uma velocidade de impressão típica de 100 mm/s e uma velocidade de impressão máxima de 180 mm/s. Basicamente, a Aquila D1 é, portanto, um pouco mais lenta do que as concorrentes atuais, como a Anycubic Cobra 2 ou a AnkerMake M5. Mas muitos materiais que o nosso dispositivo de teste pode processar não podem ser processados pelos dispositivos da concorrência porque as temperaturas máximas do hotend são muito baixas. No entanto, esses plásticos bastante técnicos, em particular, também devem ser processados em velocidades mais baixas. Nosso teste de velocidade de impressão com PLA mostra que o Aquila D1 pode fazer um pouco mais do que as velocidades anunciadas.
Cama de impressão
A mesa de impressão parece ser o mesmo componente padrão que vimos pela última vez noAnycubic Cobra 2. Uma placa de alumínio de aproximadamente 2 mm de espessura forma a base aqui. Ela pode ser aquecida pela parte de baixo. Na parte superior, uma folha magnética é colada em quase toda a superfície. A placa de aço para molas revestida com PEI adere a ela. Sem o isolamento da parte inferior, o aquecedor de 24 V precisa fornecer energia permanentemente aqui e leva um pouco mais de tempo para aquecer. Se for decidido instalar uma placa isolante apropriada, isso deverá, além das vantagens de economia de energia, também garantir melhor mobilidade da mesa de impressão, uma vez que o suporte da mesa de impressão é menos aquecido.
Graças aos 400 watts de potência de aquecimento, a mesa de impressão pode passar de 22 °C de temperatura ambiente para uma temperatura de impressão de 60 °C em menos de três minutos. São necessários cinco minutos para atingir 90 °C.
Nivelamento automático da cama de malha
O Voxelab Aquila D1 mede a mesa de impressão com um sensor de proximidade indutivo em 25 pontos. Antes disso, a mesa de impressão é aquecida até uma temperatura operacional de 60 °C. Embora isso tenha a vantagem de a impressora levar em conta a expansão térmica da mesa de impressão, os sensores indutivos são altamente dependentes da temperatura. Portanto, podem ocorrer imprecisões aqui assim que a base de impressão não for aquecida de maneira muito uniforme. No teste, entretanto, não notamos nenhum problema com a precisão do sensor. Depois que o espaçamento entre os bicos foi definido manualmente, o Aquila D1 imprime todo o leito de impressão a uma distância quase ideal. No total, o processo de medição leva cerca de oito minutos.
A base de impressão da impressora 3D também pode ser ajustada manualmente. Os parafusos de ajuste estão localizados em todos os quatro cantos para essa finalidade. Entretanto, você não encontrará um assistente para alinhar manualmente a mesa de impressão. Portanto, é necessário mover o cabeçote de impressão e a base de impressão manualmente ou inserir os comandos correspondentes no computador por meio da interface serial.
Hotend e extrusora
O cabeçote de impressão combina o hotend e a extrusora. Todo o design usa muito pouco plástico e, portanto, deve suportar temperaturas mais altas. A extremidade quente pode ser aquecida a até 300 °C. Isso significa que muitos materiais técnicos também podem ser processados com a Aquila D1. O design do cabeçote de impressão em si é amplamente baseado na extrusora Creality Sprite, mas várias peças feitas de plástico na Creality foram substituídas por componentes de alumínio. Por exemplo, a extremidade quente não precisa de um inliner de PTFE.
PLA, PETG e ABS são provavelmente os materiais de impressão 3D mais comuns, e a Aquila D1 os domina sem problemas, mesmo em velocidades de impressão mais altas, graças à potente extrusora. Náilon, policarbonato e outros materiais técnicos também são concebíveis aqui. No entanto, você não deve contar com as mesmas altas velocidades do processamento de PLA.
A Voxelab especifica uma velocidade de impressão típica de 100 mm/s para a Aquila D1 e sugere uma velocidade máxima de 180 mm/s. Em uma temperatura de impressão de 220 °C, a impressora 3D atinge uma velocidade mais alta de 220 mm/s, pelo menos com filamento PLA sem perdas significativas, mas com perdas significativas de qualidade. Acima de 240 mm/s, as falhas da extrusora e um motor um pouco fraco demais do eixo Y causam algumas lacunas em nosso teste de velocidade de impressão, em que a impressora 3D aumenta sua velocidade a cada 5 mm. No entanto, sob certas circunstâncias, algumas áreas de impressão 3D em velocidades de até 260 mm/s seriam possíveis.
Como é típico das extrusoras de acionamento direto, você pode ver claramente os dentes das rodas de acionamento do filamento na imagem de impressão em velocidades de impressão mais lentas. Em velocidades de impressão mais altas, esse efeito é visivelmente reduzido. De fato, a faixa de 90 a 120 mm/s parece ser a ideal para velocidade e qualidade. Nessa faixa, a Voxelab Aquila D1 produz uma imagem de impressão agradável.
Qualidade de impressão
Normalmente, usamos o Ultimaker Cura na versão mais recente para preparar nossas impressões de teste. Entretanto, como o fabricante fornece seu próprio slicer, o Voxelmaker, decidimos usá-lo. Infelizmente, o resultado mostra alguns problemas, a maioria dos quais pode ser atribuída a uma falta de otimização das configurações de impressão aqui. O primeiro e mais importante é provavelmente o comportamento de retração antes que a cabeça de impressão tenha que passar por áreas vazias do objeto de impressão. Assim, notamos excesso de fios e bolhas em vários lugares. Esses são fios e resíduos de filamentos que poderiam ser quase completamente evitados com configurações melhores. Isso também leva a problemas no início das linhas, pois os movimentos de desretratação também não são muito coerentes. Também é perceptível que as configurações para o preenchimento sólido, ou seja, as camadas de cobertura no fatiador, não se ajustam. Como resultado, essas áreas se desprendem parcialmente das paredes laterais. Ambos os problemas podem ser corrigidos por usuários experientes por meio de pequenos ajustes. Ajustamos nosso filamento PLA cinza da Anycubic quase perfeitamente no fatiador da Ultimaker Cura. Na Voxelmaker, usamos as configurações padrão para PLA. Portanto, a impressora 3D tem uma pequena desvantagem em relação a seus concorrentes também nessa área.
Uma certa quantidade de ondulações pode ser vista entre as camadas individuais. Suspeitamos de banda Z aqui, que pode ser acionada pela orientação não limpa do eixo Z.
Na prática, você provavelmente terá que fazer alguns ajustes nas configurações de impressão para obter uma qualidade de impressão razoável. Em última análise, isso é possível, como mostram as imagens a seguir. Para os recém-chegados à impressão 3D, isso provavelmente exigiria uma curva de aprendizado acentuada. Aqueles que já estão bem familiarizados com impressoras 3D também devem se familiarizar rapidamente com a Voxelab Aquila D1.
Por exemplo, também usamos uma configuração pré-construída da Creality Ender 3 S1 para a Aquila D1 no teste em Cura. Como os recursos de ambas as máquinas são muito semelhantes, esse perfil oferece um bom começo para configurar razoavelmente a impressora 3D da Voxelab.
Infelizmente, também foi demonstrado na prática que a impressora 3D é bastante suscetível a mudanças de camada assim que a tensão da correia não é ajustada perfeitamente. Aqui, você deve, pelo menos inicialmente, certificar-se de tensionar cuidadosamente as correias de acionamento dos eixos X e Y e, ao mesmo tempo, monitorar repetidamente as temperaturas do motor.
Segurança
Como de costume, também verificamos o comportamento da impressora 3D em caso de problemas com os sensores de temperatura na Voxelab Aquila D1. Aqui, a impressora 3D reagiu sem falhas a curtos-circuitos, sensores desconectados e sensores desprendidos da cabeça de impressão ou da base de impressão. Em todos os casos, todos os elementos de aquecimento foram desligados. Caso contrário, haveria um risco considerável de incêndio se a impressora apresentasse mau funcionamento.
Também verificamos se todos os componentes metálicos estavam conectados ao condutor de proteção. Mais uma vez, estamos satisfeitos com a impressora 3D.
Para evitar obstruções em componentes móveis, a Voxelab encapsulou completamente todos os rolos de deflexão. Assim, a impressora 3D está em uma posição de destaque em termos de segurança operacional.
Emissões
Com os drivers de motor de passo chineses da Ruimeng Technology, a Voxelab Aquila D1 não é tão silenciosa quanto outras impressoras 3D com drivers TMC, apesar da interpolação de 256 microstep, embora os ventiladores aqui sejam bastante silenciosos, em torno de 40 dB(A). Os motores de passo, por outro lado, geram um nível de ruído bastante alto durante a operação. A uma distância de um metro, medimos 51 dB(A) com o medidor de nível de som Voltcraft SL-10 durante um processo de impressão normal a 100 mm/s. No teste de velocidade de impressão, o ruído do motor aumentou significativamente com o aumento da velocidade. Mais de 63 dB(A) devem ser suportados aqui em altas velocidades de impressão.
Outro ponto a ser considerado com essa impressora é o design aberto: Como a Aquila D1 também é capaz de processar materiais técnicos, como ABS, policarbonato ou náilon, é preciso estar ciente dos poluentes que podem ser produzidos durante o processamento desses plásticos. O ABS, em particular, produz muitos vapores quando aquecido. Portanto, uma sala bem ventilada é apropriada para a impressora 3D.
Consumo de energia
Com um consumo de energia médio de 130 watts, o Voxelab Aquila D1 requer significativamente menos energia do que o último modelo testadoAnycubic Cobra 2 e AnkerMake M5. No entanto, os dispositivos de teste que realmente economizam energia continuam sendo o Artillery Genius Pro e oWizmaker P1. Ambas as impressoras 3D precisaram de menos de 100 watts em média em nossos testes.
O maior consumidor de energia em impressoras 3D é geralmente a mesa de impressão. No caso da impressora da Voxelab, ela é aparentemente alimentada com energia por meio de um controle de bang-bang. No caso da Aquila D1 aquecida, a mesa de impressão converte mais de 300 watts em calor.
O controle de bang-bang carrega significativamente menos os componentes, como MOSFETs e microcontroladores, pois a comutação é menos frequente, mas também causa picos de carga mais altos na unidade de fornecimento de energia e na rede elétrica. De acordo com nossas descobertas, o consumo médio de energia de uma impressora 3D é pouco afetado por isso.
Prós
+ guias lineares mGN
+ extremidade quente totalmente metálica cria 300 °C
+ cama de impressão pEI
+ tela sensível ao toque
+ sensor de filamento
+ nivelamento automático do leito da malha
Contras
-chicote de cabos para a extrusora sem alívio de tensão
- erro de tradução na interface alemã da tela sensível ao toque
- a guia MGN dupla na base sem folga pode causar problemas
- quase nenhuma configuração de pressão adequada no VoxelMaker
Veredicto
A Voxelab faz muitas coisas certas com a Aquila D1, mas também comete erros claros demais em alguns pontos. É perceptível que essa é uma impressora 3D destinada a aplicações técnicas e que também deve ser operada por pessoas que tenham o conhecimento básico correspondente. Quando se trata da qualidade óptica das peças impressas pela Aquila, a impressora só pode competir com dispositivos como a Anycubic Cobra 2 ou a Artillery Genius Pro. Isso é uma pena, pois o hardware integrado deveria ser capaz de mais. Na verdade, ele é impecável, com exceção do trilho-guia com parafusos muito apertados e do gerenciamento deficiente dos cabos para a cabeça de impressão. Por isso, nos perguntamos se um firmware otimizado do GitHub poderia obter melhores resultados.
Os rolamentos e trilhos da MGN nem sempre podem ser a última palavra, especialmente porque suspeitamos que a Voxlab não fez a melhor seleção, pelo menos para as corrediças dos rolamentos. Com muita frequência, as consequências de pequenas vibrações tornam-se visíveis nas impressões.
A Voxelab Aquila D1 é uma impressora 3D que vem de fábrica com muito potencial. Para tirar proveito disso, é necessário fazer muitos ajustes finos, o que outros fabricantes de impressoras 3D já fizeram em seus dispositivos.
De modo geral, a Aquila D1 acaba não sendo muito amigável para iniciantes. Entretanto, aqueles que estão bem familiarizados com as impressoras 3D, o Marlin e as várias configurações dos fatiadores devem fazer uma boa escolha com a impressora 3D da Voxelab.
Preços e disponibilidade
A Amazon US lista o dispositivo por US$ 299. O fabricante cobra 299 dólares americanos pelo Aquila D1 em vendas diretas.