Klipper: el firmware que traslada los cálculos a un ordenador

La arquitectura diferente de Klipper

Un firmware tradicional de impresora 3D como Marlin se ejecuta íntegramente en el microcontrolador de la placa base, un chip bastante modesto pensado para mover motores, no para ejecutar cálculos pesados. Klipper cambia ese esquema: según la documentación oficial del proyecto, los cálculos de trayectoria y cinemática se realizan en un ordenador independiente, normalmente una Raspberry Pi o una placa equivalente, que luego envía órdenes precisas al microcontrolador, cuya única tarea es ejecutarlas con, según esa misma documentación, una precisión de 25 microsegundos o mejor.

Delegar los cálculos en un ordenador más potente permite trayectorias más complejas sin sobrecargar el microcontrolador, lo que abre la puerta a velocidades y aceleraciones mayores que las de un firmware que lo hace todo en local, con un hardware por lo demás idéntico. Klipper sigue siendo software libre y de código abierto, publicado bajo la licencia GNU GPL v3 y disponible en el repositorio de GitHub del proyecto, donde su comunidad de colaboradores mantiene el código y la documentación.

Esa división tiene una contrapartida: Klipper depende de que un ordenador complementario funcione para ejecutarse, a diferencia de un firmware autónomo como Marlin, que se ejecuta íntegramente en la placa base. Un corte de corriente o un ordenador complementario mal alimentado pueden interrumpir una impresión de forma distinta a como lo haría un firmware puramente embebido, algo que conviene tener presente al cablear todo el conjunto.

Input shaping y pressure advance: las dos funciones estrella

El input shaping compensa la resonancia mecánica: mide o estima las frecuencias naturales del bastidor de la impresora y luego ajusta las órdenes de los motores para reducir el ringing (las ondas tenues visibles cerca de una esquina marcada) y el ghosting causado por la vibración. Esta función, descrita en la documentación de Klipper en el apartado Resonance Compensation, es una de las razones más citadas por quienes cambian a este firmware.

El pressure advance ajusta la presión del material dentro de la boquilla anticipándose a los cambios de velocidad, lo que reduce el rezumado al inicio y al final de un segmento de extrusión, algo que se nota sobre todo en las esquinas y los detalles finos. Ambas funciones se calibran por separado, normalmente mediante impresiones de prueba, y un slicer compatible como OrcaSlicer incluye herramientas específicas para realizar estas calibraciones sin tocar una consola de línea de comandos.

Qué impresoras llevan Klipper de serie

Varios fabricantes instalan ahora Klipper por defecto en lugar de dejar la conversión en manos del comprador. La Creality K1 funciona con una versión de Klipper adaptada por Creality, con el código publicado en un repositorio específico del proyecto. La Sovol SV08, derivada de la arquitectura Voron, también funciona con Klipper de serie, con el firmware y el código fuente publicados por Sovol.

La QIDI Q1 Pro también funciona con Klipper, con un fork de Klipper y un servidor Moonraker mantenidos por QIDI según sus páginas oficiales de GitHub. Según la página de producto de Elegoo, la Neptune 4 se vende con Klipper preinstalado en una placa ARM de 64 bits, lo que ilustra una tendencia más amplia del mercado a ofrecer Klipper de forma nativa en lugar de tratarlo como una conversión reservada a usuarios avanzados.

Klipper instalado de fábrica frente a una conversión: qué cambia

Una impresora que se vende con Klipper llega ya configurada por el fabricante, con perfiles y una interfaz adaptados a ese modelo concreto, sin el paso de configuración manual de printer.cfg. Una conversión, en cambio, supone instalar Klipper uno mismo en una impresora diseñada originalmente para Marlin, lo que implica configurar a mano pines, sensores y cinemática a partir de un archivo de configuración existente o de un ejemplo cercano.

Las versiones de Klipper instaladas de fábrica a veces están modificadas, bloqueadas o van por detrás de la rama principal del proyecto, un punto que ha planteado la comunidad en torno a varias máquinas de consumo. Pasar a una versión más cercana al repositorio oficial del proyecto es posible en muchas de estas impresoras, pero exige más trabajo que una simple actualización desde la pantalla de la impresora.

Para quien compra por primera vez, esto importa sobre todo al elegir impresora: una máquina que ya se vende con Klipper evita esta cuestión al principio y deja el paso a una versión más reciente para más adelante, cuando los fundamentos de la calibración ya sean algo natural.

Varios microcontroladores, macros y un archivo de configuración: lo que la arquitectura permite más allá de la velocidad

La documentación oficial de Klipper enumera capacidades que reciben menos atención que el input shaping pero que influyen igual de decisivamente en la experiencia. Una misma impresora puede ser controlada por varios microcontroladores, uno para el extrusor, otro para los calentadores, un tercero para todo lo demás, con el software anfitrión sincronizando sus relojes: solo requiere unas pocas líneas más en el archivo de configuración, por lo que las máquinas recientes pueden manejar un cabezal con un único cable.

Toda la configuración reside en un archivo de texto, sin necesidad de reflashear el microcontrolador para cambiar un ajuste, y ese mismo archivo admite macros programables: nuevos comandos G-code definidos por el usuario, cuyo comportamiento puede depender del estado de la impresora. La documentación menciona también un servidor de API JSON integrado, sobre el que se construyen interfaces web y aplicaciones de terceros.

En cuanto al rendimiento, el proyecto afirma que incluso un microcontrolador antiguo de 8 bits supera los 175,000 pasos por segundo y que los microcontroladores recientes alcanzan varios millones, con cada paso programado con un margen de 25 microsegundos. Se describe el código como independiente del hardware y portable entre chips ARM, AVR y PRU, lo que permite conservar la placa base de una impresora existente y añadir solo un ordenador complementario, como señala nuestra guía de tipos de impresoras 3D.

Mainsail y Fluidd: ejecutar Klipper desde un navegador

Klipper no tiene pantalla ni interfaz gráfica integrada: se apoya en Moonraker, una API que expone sus funciones, y en una interfaz web como Mainsail o Fluidd para manejar la impresora desde un navegador. Estas interfaces muestran la imagen de la cámara si hay una instalada, los ajustes de temperatura y la lista de archivos G-code, y dan acceso a las macros y a las calibraciones específicas de Klipper.

En una impresora que se vende con Klipper de fábrica, la pantalla táctil integrada suele replicar parte de estas funciones en una interfaz simplificada y propia de la marca, mientras que Mainsail o Fluidd siguen disponibles en paralelo desde un ordenador o un teléfono en la misma red, lo que resulta práctico para vigilar una impresión sin estar junto a la máquina.

Lo que hay que saber antes de convertir una impresora existente

Instalar Klipper en una impresora diseñada para Marlin requiere un ordenador complementario (una Raspberry Pi o equivalente), una placa base compatible con el firmware de microcontrolador de Klipper y un archivo de configuración adaptado a ese modelo concreto, que suele encontrarse entre los ejemplos incluidos con el proyecto o compartidos por la comunidad. Es un cambio más profundo en el funcionamiento de la máquina que una simple actualización de firmware.

Una conversión no oficial casi siempre queda fuera del uso previsto por el fabricante y puede afectar a la garantía, algo que conviene consultar con el soporte antes de empezar. Para una primera impresora, elegir un modelo que ya se vende con Klipper configurado evita este paso y sus riesgos, a costa de una selección más reducida que la de todo el mercado de Marlin.

Fuentes y límites

• Klipper: visión general (arquitectura host + microcontrolador)
• Klipper: funciones (input shaper, pressure advance)
• GitHub: Klipper3d/klipper (repositorio principal, licencia)
• GitHub: CrealityOfficial/K1_Series_Klipper (firmware de la Creality K1)
• Elegoo: impresora 3D FDM Neptune 4 (Klipper preinstalado)

Organizamos la documentación de los fabricantes y de la comunidad; no hemos medido estos productos nosotros mismos. El manual de tu modelo exacto prevalece sobre las indicaciones generales.