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Artillery Genius Pro 3D-Drucker im Test: ein Gerät für Einsteiger und Profis

Der Artillery Genius Pro ist ein 3D-Drucker, der sich einfach aufbauen lässt und viel leisten kann. Automatisches Mesh-Bed-Levling und ein einwandfreies Cura-Profil erlauben einen schnellen Einstieg, während das Vulcano-Hotend mit Titan-Direct-Drive-Extruder für Profis genug Spielraum bietet.

Mit dem Sidewinder X1 hat Artillery nicht nur Direct-Drive-Extruder wieder in Mode gebracht, sondern auch bei Optik und Verarbeitung viele Neuerungen in das untere Preissegment einfließen lassen. Direct-Drive-Extruder und das Kabelmanagement mit Flachbandkabeln geben auch dem Genius Pro sein unverwechselbares Aussehen und eine gute Funktionalität. Hinzu kommt ein mit Netzspannung betriebenes Druckbett, welches nicht nur schnell aufheizt, sondern auch etwas energiesparender als die 24 V Kollegen sein dürfte, da der Umweg über ein Netzteil entfällt. 

Für rund 310 Euro erhält man hier einen 3D-Drucker, der innerhalb nicht mal einer Stunde nach seinem Eintreffen schon beinahe makellose Ergebnisse ausdruckt. Dazu tragen sowohl ein simpler Zusammenbau als auch ein bereits in Cura integriertes Profil bei, bei dem nur minimale Anpassungen vorgenommen werden müssen. 

Technische Daten

Vergleicht man die Ausstattung von Artillery Genius und Genius Pro lässt sich als Hauptunterschied nur der neue Druckbettsensor feststellen. Bei den Endstoppsensoren für X- und Y-Achse gab es auch eine kleine Änderung. Diese sind nun mechanisch und eine Eigenentwicklung von Artillery.

Artillery Genius Pro
Eingesetzte Technologie FDM, FFF
Maximales Druckvolumen 220 mm × 220 mm × 250 mm
Aufstellgröße (ohne Kabel) 43 × 40 cm × 63 cm
Bewegungssystem X,Y,Z-Einzelantrieb nach Prusa/Mendel-Typ
Extruder 1 Direct Drive Extruder mit Getriebe (Titan-Styl)
Steuerplatine
Mikrocontroller
Artillery Ruby
STM32 F4 (32-bit ARM)
Firmware des Testgerätes Artillery Genius Pro Firmware 3.1.3 (Marlin Derivate)
GCode-Kompatibel
Schrittmotortreiber 4 × FS31W01 (Pololu-Kompatibel)
Anschlüsse microSD, USB-Typ-A, USB-Typ-B
Steuerung Touchbildschirm, serielles Interface über USB
Spannungsversorgung internes 110 V - 240 V zu 24 V Netzteil
220-V-Druckbett
Besonderheiten Druckbettsensor, Flachbandkabel
Herstellerseite Artillery

Aufbau und Einrichtung

Der gesamte 3D-Drucker wird von Artillery in nur sechs Einzelteilen geliefert, wovon vier auf den Filamentrollenhalter entfallen. Der eigentliche Genius Pro ist zerlegt in Basiseinheit und Torbogen. Zum Zusammenbau braucht man hier nur den Torbogen auf die Basis stecken und die vier vorgesteckten Schrauben eindrehen. Anschließend wird der Filamentrollenhalter zusammengesteckt. Die nun fehlenden elektrischen Verbindungen belaufen sich auf drei Kabel. Sind diese eingesteckt, lässt sich der 3D-Drucker schon in Betrieb nehmen. Bei den beiden Kabeln der Z-Motoren sollte man jedoch darauf achten, die Kabel so weit wie möglich in das Gehäuse zurückzuführen. Sonst könnten die großen Einstellmuttern des Druckbetts an den Kabeln kratzen. 

Alle anderen Verbindungen zu X-Motor und Druckkopf werden schon bei der Montage des Torbogens über einen Steckkontakt hergestellt. Bei dem Steckverbinder handelt es sich dem anscheinend nach um einen zweckentfremdeten PCIe-Slot. Somit dauert der Aufbau des 3D-Druckers bei uns nicht einmal 10 Minuten, wenn man das Auspacken aller Bauteile aus dem Karton berücksichtigt. Genauso schnell lässt sich der Genius Pro auch zerlegen, sollte man den Drucker platzsparend verstauen wollen. 

Im Lieferumfang des 3D-Druckers legt Artillery neben dem zum Aufbau nötigen Werkzeug auch 500 Gramm PLA-Filament und einige Ersatzteile, sowie eine weitere Düse in den Karton. Alle Kleinteile sind dabei in einer Stofftasche mit Reißverschluss verpackt.

Kabelmanagement

Wärmebild Flachbandkabel
Wärmebild Flachbandkabel
Basis - Artillery Genius Pro
Basis - Artillery Genius Pro

Alle Kabel am Artillery Genius Pro wirken aufgeräumt. Gerade durch die verwendeten Flachbandkabel geht das Potenzial von Fehlern durch kaputte Kabel gegen null. Auch wenn man vermuten könnte, dass die dünnen Flachbandkabel der Belastung von 40 bis 70 Watt für Hot-End und Motoren nicht gerecht werden, zeigt das Wärmebild keinen Grund zur Besorgnis. Mit maximal 28 °C werden diese Kabel nicht sonderlich warm.

Aber auch der Blick ins Innere des 3D-Druckers zeigt ein hervorragendes Kabelmanagement. Alle Kabel die Netzspannung führen sind mit gecrimpten Kabelschuhen, die einen Berührschutz bieten, gesichert. 

Steckkontakte in der Basis sind zusätzlich zu den JST-Steckverbindern mit einem Klecks Heißkleber gesichert. Der einzige Fehler, den man bei der Verarbeitung entdecken kann, sind wohl bei unserem Testgerät die zwei dünnen Heißklebespuren, welche quer über das Mainboard verlaufen.

Mainboard

Artillery Ruby 1.2 Board
Artillery Ruby 1.2 Board
Artillery Step V2.0 FS31W01-Schrittmotortreiber
Artillery Step V2.0 FS31W01-Schrittmotortreiber

Im Zentrum des Artillery Ruby Board arbeitet der STM32 F4 32Bit-Mikrocontroller. Das Board bietet noch etliche Erweiterungsmöglichkeiten und ist voll kompatibel mit Marlin, Klipper und anderen Firmwares. Besonders angenehm ist hier, dass hier auch der Gehäuselüfter von dem 32-Bit-Board gesteuert wird. So bleibt der 3D-Drucker leise, solange er nicht in Benutzung ist.

Die Schrittmotortreiber werden beim Artillery Ruby gesteckt und sind Pololu-Kompatibel. In der vorliegenden Konfiguration ließe sich der 3D-Drucker auch um einen weiteren Schrittmotor erweitern, da nur vier der Steckplätze besetzt sind. 

Die Verbindung zur Platine des Touchscreens erfolgt per seriellem Anschluss. Somit hat auch diese Platine einen eigenen Mikrocontroller und belastet nicht die Rechenkapazität des STM32 F4 im Artillery Ruby. An der Bildschirmplatine sind jedoch auch USB-Anschluss und microSD-Kartenleser angekoppelt. Hier stellt sich die Frage, ob die Übertragungsrate zwischen Steuerplatine und Bildschirmplatine ausreichend ist um auch viele kleine Instruktionen zu übertragen. 

Rahmen

Auch beim Artillery Genius kommen viele V-Slot Aluminium-Profile zum Einsatz, aber der 3D-Drucker hat ein paar Besonderheiten. Der Druckkopf läuft auf einem besonders hohen 60 mm × 20 mm Profil. Dadurch dürfte sich hier eine bessere Stabilität einstellen, als zum Beispiel beim Voxelab Aquila S2. Auch bei den Laufrollen der Z-Achse geht Artillery einen eigenen Weg und sorgt mittels Federn für einen optimalen Anpressdruck. Der Antrieb der Z-Achse erfolgt zudem über zwei Motoren und Gewindespindeln die an der oberen Traverse mittels eines Zahnriemen synchronisiert sind. Riemenspanner an den Umlenkrollen von X- und Y-Achse fehlen hier jedoch komplett. Somit müsste man die Befestigungen der Umlenkrollen lösen und verschieben, wenn man die Antriebsriemen der beiden Achsen nachspannen möchte.

In der Basis ist der Anteil an stabilisierenden Aluminiumprofilen eingeschränkt. Hier wurde nur ein rechteck aus 40 mm × 40 mm Profilen verbaut. Die obere Traverse besteht zudem aus Plastik. Während sich im Test kein Nachteil an der Konstruktion erkennen lässt, stellt sich die Frage, ob das große Plastikteil auch langfristig stabil bleibt.

Obere Traverse aus Plastik mit gekoppeltem Z-Antrieb
Obere Traverse aus Plastik mit gekoppeltem Z-Antrieb
Z-Laufrollen mit Federkonstruktion
Z-Laufrollen mit Federkonstruktion
Doppelter Z-Antrieb
Doppelter Z-Antrieb

Steuerung

Per USB-Verbindung oder per Touchscreen lässt sich der Artillery Genius Pro mit Instruktionen versorgen. Die einzelnen Menüs des Touchscreen sorgen dabei für eine gute Übersicht und stellen eine Vielzahl von Funktionen bereit. Neben einem Assistenten für manuelles Ausrichten des Druckbettes können hier auch allerhand Einstellungen und das Auto-Bed-Leveling aufgerufen werden. 

Bevor man den ersten Druck startet, sollte man hier das Auto-Bed-Leveling auch gleich einmal durchlaufen lassen und anschließend noch den Z-Versatz mithilfe des Assistenten einstellen. Sind die Werte hinterher im EEPROM gespeichert, dürfte es kaum noch Probleme mit einer sauberen ersten Druckschicht geben.

Gcode-Dateien werden dem Drucker per microSD-Karte oder per USB-Stick bereitgestellt. Allerdings kann der 3D-Drucker immer nur auf einen Speicher zugreifen. Dieser muss über die Einstellungen ausgewählt werden. Während des Druckens können Druckgeschwindigkeit, Extrusionsmultiplikator, Temperaturen und Lüfter angepasst werden. Somit kann man bereits während eines Druckes auf Probleme reagieren und bessere Einstellungen finden. Mit den vielen Einstellmöglichkeiten war es im Test möglich, einen Calibration-Cube aus ABS doch noch zu retten. Dieser zeigt zum Schluss eine ähnlich hohe Qualität wie ein zuvor aus PLA gedruckter Würfel.

Leistung

Druckbett

Druckbett mit der ersten Schicht des Praxistests Druckgeschwindigkeit
Druckbett mit der ersten Schicht des Praxistests Druckgeschwindigkeit

Das keramikbeschichtete Glasbett unseres Testgerätes ist ausgesprochen flach. Sind alle vier Ecken des Druckbettes auf einen Abstand zur Düse von 0,1 mm eingestellt, erreicht unser Artillery Genius in der Mitte einen Düsenabstand von 0,097 mm. Mit dem Auto-Bed-Leveling wurde im Test nahezu jede erste Schicht perfekt auf das Druckbett gebracht. Aber bei der Druckbetthaftung arbeitet die Glasbeschichtung nicht immer ganz optimal. Während PLA und TPU einwandfrei an der aufgeheizten Glasplatte haften, musste das Druckbett für ABS zunächst mit einer Aceton-ABS-Lösung vorbehandelt werden, um überhaupt eine entsprechende Druckbetthaftung zu erreichen.

Da die Kombination von Glas-Druckflächen und PETG zum Teil problematisch ist, wurde auf einen Test mit PETG verzichtet. PETG kann auf einem Druckbett auf Glas zu einer Zerstörung der Oberfläche führen, da es teils zu gut daran haftet.

Wärmebild Druckbett Artillery Genius Pro (60 °C eingestellt)
Wärmebild Druckbett Artillery Genius Pro (60 °C eingestellt)

Beheizt wird das Druckbett mit einer 220-V-Silikonheizmatte. Die Steuerung des Aufheizvorgangs läuft dabei über ein Solid-State-Relay. Bis zu 320 Watt Leistungsaufnahme hatte die Druckbettheizung im Test und konnte somit die Glasscheibe in unter einer Minute von 18 °C auf 60 °C aufheizen. Auf 120 °C schafft es der Artillery Genius Pro in unter drei Minuten. Das Druckbett hat aber im Gegensatz zu vielen anderen keine Aluminiumplatte, die die Wärme gleichmäßig verteilen könnte. Im Wärmebild wird so sehr deutlich, dass es hier große Temperaturunterschiede auf der Glasplatte gibt. Besonders an den Befestigungspunkten der vier Einstellschrauben lassen sich große kalte Punkte ausmachen.

Probleme durch die ungleichmäßige Wärmeverteilung ließen sich aber nicht beobachten. Auch, dass das Druckbett an den Rändern nicht beheizt ist, stört den Druck nicht, da die Glasplatte 5 mm über den druckbaren Bereich hinausgeht. 

Als Energiesparmaßnahme ist der Artillery Genius Pro ab Werk mit einer Wärmeisolierung auf der Unterseite des Druckbettes ausgerüstet. Die vollflächig verklebte Schaumstoffplatte scheint dabei sehr effektiv zu sein, da sich das Druckbett auch nach Beendigung eines Druckvorganges nur langsam abkühlt. Bis zu 20 Minuten kann es dauern, ehe sich ein Druck von der Platte lösen lässt.

Hotend und Extruder

Ein Direct-Drive-Extruder mit untersetztem Getriebe und ein Vulcan-Hotend mit langer Heizzone machen den Artillery Genius Pro zu einem starken 3D-Drucker. Die in der Firmware eingestellte Temperaturobergrenze für das Hotend liegt bei 300 °C. Dadurch, dass sich der Anpressdruck der Laufrollen im Titan-Style-Extruder einstellen lässt, sind auch flexible Materialien, bei denen sonst das Filament zu weich ist, gut zu verarbeiten. 

Der gesamte Druckkopf des Artillery Genius Pro wirkt schon etwas wuchtig, aber neben Extruder und Hotend sind hier auch noch ein Radiallüfter zur Objektkühlung, ein Druckbettsensor und eine LED-Beleuchtung verbaut. Während des Aufheizvorganges zeigt die LED durch einen Farbwechsel von Blau zu Rot das Erreichen der eingestellten Temperaturen an.  

Aufheizvorgang
Aufheizvorgang
Hotend-Extruder-Kombination mit ABL-Sensor und LED
Hotend-Extruder-Kombination mit ABL-Sensor und LED
Der Cold-End-Kühlkörper leitet die Abluft nach oben
Der Cold-End-Kühlkörper leitet die Abluft nach oben
Der Anpressdruck ans Vortriebsrad ist einstellbar
Der Anpressdruck ans Vortriebsrad ist einstellbar

Der Titan-Style-Direct-Extruder des Artillery Genius Pro zeigt im Extrusionstest mit PLA die erwartbar starken Ergebnisse. Mit dem verwendeten Anycubic-PLA lassen sich bei 200 °C bis zu 16 mm²/s Plastik problemfrei durch das Vulcan-Hotend schieben. Daraus lässt sich eine mögliche Druckgeschwindigkeit von bis zu 180 mm/s bei 0,2 mm Schichthöhe und 0,44 mm Schichtbreite berechnen. 

Real betrachtet sind mit den Einstellungen in Firmware und PrusaSlicer-Profil 120 mm/s möglich. Darüber müsste man Anpassungen bei den Retracktionen, Beschleunigungen und Linear-Advance vornehmen, um kleine Fehlstellen zu vermeiden. Das Testergebnis im Praxistest von 20 mm/s bis 150 mm/s lässt aber vermuten, dass der 3D-Drucker entsprechend kalibriert wohl zu solch hohen Geschwindigkeiten in der Lage ist. 

100 mm Extrusionen bei steigenden Vorschubgeschwindigkeiten
100 mm Extrusionen bei steigenden Vorschubgeschwindigkeiten
Extrusionsmenge vs. Vorschubgeschwindigkeit - 100 mm Extrusionen
Extrusionsmenge vs. Vorschubgeschwindigkeit - 100 mm Extrusionen
Praxistest Druckgeschwindigkeit
Praxistest Druckgeschwindigkeit
Leichte Probleme ab 120 mm/s
Leichte Probleme ab 120 mm/s
 
 

Druckqualität

In Cura 4.13.0 und im aktuellen PrusaSlicer sind bereits Profile für den Artillery Genius integriert.  Zum Genius Pro gibt es nicht viele Neuerungen und so kann man diese Profile fast so verwenden, wie sie kommen. Einzig das Kommando M420 S1 Z10 sollte man im Startcode des Druckers unterbringen, um auch die Daten vom Auto-Bed-Leveling bei einem Druck zu verwenden. 

Unser Testmodell (hier zu fnden auf Thingiverse) kann dem 3D-Drucker keine gravierenden Probleme nachweisen. Nur an ein paar kleinen Fehlstellen lässt sich erkennen, dass die Retraktions-Einstellungen des Cura-Profils verbesserungswürdig sind. Allerdings sind kaum Stringing und keine Filiamentkleckse auszumachen. Zusammengefasst sind alle Bereiche maßhaltig, die Druckbetthaftung ist optimal und auch Überhänge werden problemfrei erstellt. Die beiden Print-in-Place teile, sind nach dem Ausdruck beweglich. Die Druckqualität mit dem verwendeten seiden-blauen PLA-Filament ist mehr als gut.

Praxis

Der Atillery Genius Pro arbeitet schnell und sauber. Große wie kleine Objekte erstellte der Drucker meist ohne nennenswerte Probleme. Selbst im Fall, dass ein Objekt aufgrund von schlechtem Design oder falschen Einstellungen eine Fehlstelle aufweist, ist ein 3D-Druck mit dem Artillery Genius Pro noch nicht zum Scheitern verurteilt. Dies zeigt sich recht deutlich an dem Klemmbaustein für eine Murmelbahn in den folgenden Bildern.

Sicherheit

Die Temperaturschutzabschaltungen für Hot-End und beheiztes Druckbett funktionieren tadellos. Sowohl beim künstlichen Aufheizen mit Lötkolben oder Föhn als auch beim plötzlichen Herunterkühlen schalten die Heizelemente zuverlässig ab. Auch Kurzschlüsse oder abgezogene Kabel erkennt die Firmware. 

Was die Sicherheit betrifft, stellt uns nur das mit Netzspannung betriebene Druckbett vor Probleme. So ist zwar erkennbar, dass ein Schutzleiter auch zum Druckbett führt, aber per Multimeter nachvollziehen lässt sich dies nicht zerstörungsfrei. 

Emissionen

Aufgrund der offenen Bauweise verteilen sich die Gerüche des verwendeten Plastik-Filaments im gesamten Raum. Davon abgesehen ließen sich im Test keine unangenehmen Ausdünstungen feststellen.

Bei der Lautstärke ist der Artillery Genius Pro relativ gutmütig. Die verwendeten Lüfter sind allesamt recht leise und auch die Schrittmotoren erzeugen nur wenig Lärm, solange die Aufstellfläche keinen Resonanzraum bietet. Erst bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten von X- und Y-Achse treten Geräusche auf. Das Voltcraft SL-10 Schallpegelmessgerät ermittelt eine maximale Lautstärke von rund 50 dBA. Unter einer Druckgeschwindigkeit von 60 bis 70 mm/s bleibt der Artillery beinahe auf Flüsterlautstärke. Etwas störend sind nur die Rückziehbewegungen des Extruders (Retractions). Durch die Bauweise muss der Motor bei diesen rasant drehen und so entsteht bei jeder Retraktion ein pfeifendes Geräusch. Erst nach dem Auftragen von etwas Schmierfett auf den Zahnrädern wurde dies etwas erträglicher. 

Energieaufnahme

Während des Druckes eines 3DBenchy wurde der Energieverbrauch des Artillery Genius Pro über den gesamten Druck mithilfe eines Voltcraft SEM6000 aufgezeichnet. Über die Druckdauer von 70 Minuten benötigt der Drucker im Durchschnitt rund 75 Watt. Somit liegt der Energieeinsatz für den Druck des bekannten Benchmarks bei circa 0,088 kWh.

Energiemessung - Artillery Genius Pro - 3D-Benchy (gleitender Durchschnitt und Messwerte)
Energiemessung - Artillery Genius Pro - 3D-Benchy (gleitender Durchschnitt und Messwerte)

Während der Aufheizphase des 3D-Druckers heizt das Druckbett mit mehr als 300 W anschließend wird das Aufheizen des Hotends bei rund 75 Watt deutlich. Die ersten beiden Schichten des 3DBenchy wurden besonders langsam und ohne einsatz des Lüfters gedruckt. So stellt sich hier von Minute 7 bis Minute 9 ein relativ geringer Energieverbrauch ein.

Anschließend läuft der Druck in hoher Geschwindigkeit und unter Einsatz des Objektkühlungslüfters. Über den Druckvorgang hinweg sinkt die Energieaufnahme des Druckers etwas, da das beheizte Druckbett nicht mehr so stark nachgeheizt werden muss. Mit steigender Objekthöhe bläst weniger Luft auf das Druckbett, womit weniger Wärme abtransportiert wird.

Die relativ gleichmäßige Energieverbrauchskurve zeugt zudem von einem guten PID-Tunig des Heizbetts. Es wird nur die Menge an Energie zugeführt, welche auch tatsächlich benötigt wird, um die Temperatur zu halten.

Fazit

Der Artillery Genius Pro zur Verfügung gestellt von hekka.com
Der Artillery Genius Pro zur Verfügung gestellt von hekka.com

Der Artillery Genius Pro überzeugt im Test. Nach dem flotten Aufbau und schneller Einrichtung des Druckbetts lässt der 3D-Drucker bei der Qualität nur wenige Wünsche offen. Besonders Einsteiger sollten mit den bereits vorhandenen Profilen in Cura und PrusaSlicer schnell hochwertige 3D-Drucke erzeugen können. Dabei ist er 3D-Drucker zwar nicht lautlos, aber das Geräuschlevel liegt definitiv unter den Werten der bisher getesteten Geräte. 

Der Artillery Genius Pro ist schnell aufgebaut und einsatzbereit. Dabei kann der Drucker von Anfang an gute Resultate vorweisen. 

Vor allem gefällt aber das robuste Design des Genius Pro. Hier gibt es kaum nennenswerte Kritikpunkte. Die relativ ungewöhnlichen Flachbandkabel sorgen für ein sehr aufgeräumtes Bild, sind aber gleichfalls stabil und sollten lange halten. Freiliegende Kabel gibt es nur bei den beiden Z-Motoren und dem Filament-Sensor. Aber diese werden nicht bewegt und kommen richtig eingesteckt mit keinen bewegten Bauteilen in Kontakt.

Für Fortgeschrittene und Profis bietet der 3D-Drucker noch einiges Potenzial, um hohe Druckgeschwindigkeiten zu erreichen. Relativ kleine Anpassungen bei den Retractions und Linear-Advance sollten hier ausreichen, um gute Ergebnisse zu erzielen.

Preise und Verfügbarkeit

Der Artillery Genius Pro ist unter anderem bei hekka.com für umgerechnet rund 290 Euro erhältlich, mit dem Rabattode Hekka3Dpro wird der Preis zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels auf 260 Euro gesenkt. Der Versand ab einem europäischen Lager ist derzeit gratis. Unser Testgerät traf bereits nach drei Tagen ein. Wer mehr Bauraum benötigt, kann dort auch den größeren Artillery Sidewinder X2 für rund 380 Euro kaufen. 

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Autor: Marc Herter, 18.03.2022 (Update:  9.04.2022)