网友利用Nintendo Switch将老旧3D打印机的速度提升90%,从90分钟降到8分41秒

真没想到 Nintendo Switch 也能这样做啊! 国外网友有一台2019年发表的老打印机Prusa MK3S,一艘小船的试印模型丢下去印,动不动就要等90分钟,七年前这速度算快,但现在跟高速3D打印机普及的环境下相比,就显得慢不少,因此他想到一个奇特的改装方法,拿一台破解过的Nintendo Switch并接上MK3S,然后靠开源固件Klipper把整台机器重灌大脑,同样的硬件、 同样的小船试印模型,只是换了指挥中心,直接快90%,打印时间从90分钟压缩到只剩8分41秒。

网友利用Nintendo Switch将老旧3D打印机的速度提升90%,从90分钟降到8分41秒

Nintendo Switch 通过 Klipper 变成打印机大脑,Prusa MK3S 直接拉到 400mm/s、加速度 17,000mm/s²

几天前一名网友在自己的 YouTube 频道 Cocoanix 3D Printing,上传一部分享他是如何通过 Nintendo Switch 把老旧 3D 打印机 Prusa MK3S 提升 90% 打印速度的视频,他准备的东西不多:

  • 一台 Prusa MK3S(2019 年发表的捷克老打印机)
  • 一台已破解的 Nintendo Switch,改安装 Ubuntu Linux 当小电脑用
  • Klipper 固件跟一些开源辅助工具

至于为什么选Nintendo Switch? Cocoanix 在视频里解释,Switch 用的是 Nvidia Tegra X1 芯片,四核 ARM CPU,效能比常见的 Raspberry Pi 4 还够用,加上 Switch 本身有电池、有触控屏幕,可以直接摆在桌上当打印机控制台。

原厂 3D 打印机 Prusa MK3S 大脑是主板上的 8-bit 微控制器,这颗小芯片要负责两件事:「算移动轨迹(这条线怎么走、哪边转弯、加速度多少)」和「驱动马达和加热器」。 听起来虽不多,但当打印速度往上拉后,运算量就会爆增,小芯片根本忙不过来,所以速度一定起不来。 而 Klipper 开源固件就是把这些事情,改丢到 Nintendo Switch 去运行,打印机本身只负责打印。 不过,要把 Klipper 灌进 Nintendo Switch,必须先破解才行:
神! 国外网友利用Nintendo Switch将老旧3D打印机的速度提升90%,从90分钟降到8分41秒-掘金咖
图片来源:Cocoanix 3D Printing

破解后,他使用一支叫KIAUH的脚本,会一键装好 Klipper、Moonraker(负责对外通讯的 API)、以及 Mainsail(用浏览器操作打印机的网页界面)三个工具,可以看成在 Switch 上装一套打印机后台管理系统,之后可以用平板或手机开浏览器远程操控打印机:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

再来是更动 Prusa MK3S 打印机本体。

Prusa MK3S 也需要装 Klipper,Switch 端装的是 Klipper 的大脑,MK3S 主板则是把出厂的 Marlin 固件刷掉,换成 Klipper 固件:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

刷完之后,还需要改一个 printer.cfg 的配置文件(这个文件放在 Switch 端),告诉 Klipper 马达、加热器、限位开关长怎样。 两边靠一条 USB 线通讯:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

最后开始跑Input Shaper共振测试,简单讲来说就是,打印机高速移动的时候会抖动,每台机器的「共振频率」都不太一样,Input Shaper 会自动侦测这台抖在哪、然后在控制讯号里加进反向波形把震动抵消掉。 这也是为什么快了 90%,打印质量还能维持的关键:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

全部调完之后,他把这台老 MK3S 的最高速拉到 400mm/s、加速度 17,000mm/s²,原厂出厂的 MK3S 大约落在 200mm/s 左右、加速度 1,250mm/s² 的等级:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

最后就进入实际打印,使用3DBenchy小船。 原厂MK3S印一艘大概90分钟,改装完之后是8分41秒,而且是遵守SpeedBenchy规范的成品,快了约90%的时间,差距相当于10倍速:
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图片来源:Cocoanix 3D Printing

Cocoanix 也在视频补充,现在的瓶颈已经不是运算能力或马达,而是「挤出机(toolhead)」,热熔塑料的物理速度跟不上机械移动,再快下去塑料根本来不及融。 也就是说,他已经把这台 MK3S 的软件和运算潜力完全榨干。

最后也提醒一下,破解 Nintendo Switch 会违反任天堂的使用条款,被永久 ban 机、无法连线商店等等。 因此对于只是想升级自己的3D打印机的人,直接买一台Raspberry Pi 5更好,简单且更省事。

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