Калибровка стола 3d принтера
Калибровка стола 3d принтера без всяких датчиков
Как известно для качественной печати на 3D принтере необходимо тщательно выровнять поверхность стола. К сожалению сделать это не всегда возможно. Довольно часто стол представляет собой криволинейную поверхность и даже использование стекла не позволяет полностью решить эту проблему. По счастью в последних прошивках Marlin всё больше и больше внимания уделется возможности калибровки поверхности стола. Полностью автоматическая калибровка требует применения дополнительных датчиков, что не всегда доступно, но кроме неё есть возможность калибровки стола в ручном режиме. Именно об этом я и хочу рассказать.
Включаем поддержку ручной калибровки
Задаём опции сетки
Внимание! Не использовать больше 7 точек на ось. Это ограничение прошивки.
Добавляем пункты в меню принтера
Скрипт выполняемый после калибровки. Тут по умолчанию какие-то телодвижения экструдером, не факт что они нужны. Не уверен на этот счёт.
После этого заливаем обновлённую прошивку.
Для ручной калибровки используется так называемый Mesh Bed Leveling (MBL). Т.е. способ калибровки по массиву точек. Соответственно поверхность стола разбивается на сетку и по узлам сетки производятся замеры Z координаты перемещением вручную оси Z. Собствено для измерения нужен только лист бумаги и прямые руки.
В каждой точке под сопло экструдера подкладываем лист бумаги и движением оси Z (либо посылая специальную G команду через ПО с компьютера, либо через меню принтера) добиваемся такого состояния когда лист под экструдером ещё можно свободно двигать, а уменьшение положения экструдера на один шаг уже мешает листу перемещаться. После этого текущая точка записывается и продолжаем со следующей и так до конца.
В конце процесса, когда все точки измерены, записываем результаты в энергонезависимую память принтера и собственно этого достаточно. В дальнейшем не нужно настраивать поверхность перед каждым использованием — будут использованы сохранённые значения.
По умолчанию для калибровки используется сетка 3×3 т. е. 9 точек, но при желании можно задать в прошивке другое количество (не более 7 на ось, т. е. не более 49 всего).
Для дополнительного увеличения точности калибровки можно перед её выполнением разогреть стол и экструдер до рабочих температур. Это позволит учесть и скомпенсировать температурные расширения.
Через внешнюю программу
Для калибровки стола есть специальная команда G29
- G29 S0 читаем текущие значения точек в памяти принтера.
- G29 S1 перемещение принтера в первую точку для начала процесса настройки. Фактически принтер сначала паркуется в исходное положение, потом переходит к первой точке.
- G29 S2 записываем текущую точку и двигаемся к следующей
- Повторяем процесс для всех точек
- Используем команде M500 для записи измеренных величин в память принтера
Через меню принтера
Выбираем в меню Presets следующие пункты
После чего видим на экране следующую надпись и наблюдаем как принтер паркуется в домашнюю позицию
Затем принтер предлагает нам кликнуть по энкодеру.
После клика экструдер переходит к первой точке
И мы видим регулировку оси Z.
Далее двигая рукоятку энкодера выставляем требуемый зазор как было описано выше.
Кликом по энкодеру сохраняем значение и перемещаемся к следующей точке. Повторяем калибровку каждой точки (всего их 9 штук). После последней точки принтер выполнит парковку и покажет нам следующее:
На этом процесс калибровки можно считать законченым и нужно сохранить настройки в память принтера.
В моём случае даже такая ручная калибровка позволила существенно улучшить качество печати. Причём заметно невооружённым взглядом. Дополнительным бонусом стало то, что перестал мазать стекло клеем для лучшего прилипания — в связи с тем, что после калибровки принтер учитывает неровности стола первый слой теперь укладывается абсолютно ровно и прилипает просто отлично. Опять же это сразу видно. Раньше из-за неровностей одна часть прилипала хуже и в результате без покрытия клея модель отваливалась.
В общем крайне рекомендую сделать калибровку если вы её ещё не сделали. Как минимум не будет хуже и почти наверняка результаты печати значительно улучшатся.
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Всем доброго времени суток, в этой статье хотелось бы разрушить твердо устоявшийся миф о том, что уровень стола необходимо настраивать при помощи листа бумаги.
Да, знаю, что многие люди это делают, и у них это даже работает - нет, не работает, физика ведь та еще стерва. :)
так делают все
Для начала разберем, что происходит при классической настройке уровня стола бумажкой:
Нагрели стол и сопло, опустили(подняли) стол до уровня сопла, винтами отрегулировали уровень стола так, чтобы сопло слегка(насколько?) прижало лист бумаги, повторили по всем углам стола.
что неверно?
Лист бумаги имеет толщину 0.15-0.25 мм(вы же замеряли, да?), и выставив уровень стола таким образом вы не только сделали это на глаз, ведь бумага имеет свойство проминаться под нагрузкой, так еще и зазор между соплом и столом сделали не пойми какой.
чем грозит?
И когда принтер начнет печать, скажем, слоем 0.2 мм, то отсчет он начнет от вашего, нереального нуля, и вместо ожидаемого принтером расстояния между соплом и столом - он получит высоту слоя плюс толщину листа бумаги!
Здравствуй, родная деламинация!
А теперь представьте, что печатаете слоем 0.15 или даже 0.1 мм?
У вас зазор между соплом и столом станет в три-четыре раза больше толщины слоя!
Пожалуйста, не создавайте себе проблем на ровном месте. :)
Ноль по оси Z это ноль - сопло касается стола! И иного не дано!
как же правильно настроить?
- выбросить бумажку и купить в автомагазине щуп на 0.2 мм(или набор щупов)
- вручную, через слайсер или меню принтера поднять(опустить) стол на высоту 0.2 мм, т.е. толщину щупа
- барашками выровнять все четыре угла стола так, чтобы щуп плотно входил в зазор между соплом и столом. Касался своей поверхностью нижней части сопла, но не задевал его боковую поверхность
Всё - стол выровнен и реально существующий ноль по оси Z совпадает с ожиданием принтера.
Иногда владельцу 3д-принтера приходится этим заняться. Поведаю хабра-сообществу о своём способе. Прошу заметить, что руководство подробное, но приводит к отличным результатам — прилипает модель на отлично и не отклеивается в процессе печати.
Для начала отмечу, что своё мастерство я оттачивал на принтере SmartCore Aluminium, приобретённом здесь.
Установка нагревательной платформы
Нагревательную (или не нагревательную, зависит от принтера) платформу для начала надо выставить по высоте. Для этого существует концевик для оси Z.
Концевой выключатель — электрическое устройство, применяемое в системах управления в качестве датчика, формирующего сигнал при возникновении определенного события, как правило, механическом контакте пары подвижных механизмов.
С помощью затяжного и прижимного болтов этот концевик можно регулировать по высоте.
Нужно выставить его так, чтобы поверхность платформы чётко касалась сопла экструдера.
Для дальнейшей калибровки будем использовать Pronterface из пакета ПО Printrun.
Преимуществом этого пакета вижу наглядное и удобное управление соплом и платформой принтера, но если кому-то удобнее использовать Repsnapper, он тоже вполне подойдёт. Cura не подойдёт для калибровки, за неимением необходимого для этого функционала.
Для продолжения давайте убедимся, что при нажатии на кнопку «Калибровка» («Home», изображен белый домик), платформа поднимается и упирается вплотную, но не пытается двигаться дальше, к соплу.
Так-как на моём принтере прошивка взята с напрямую с репозитория SmartCore Aluminium (пусть и не напрямую с Marlin), сопло выезжает на середину платформы. Если у вас это не так, и сопло остаётся в углу по нулевых координатах — ничего страшного, для дальнейшей калибровки это не принципиально.
Калибровка
- Нажать на калибровку оси Z
- Если упирается угол в сопло (центр должен упираться, как мы добились отрегулировав высоту концевика во время подготовки), то по чуть-чуть прижимаем болт платформы на этом углу, пока не появится минимальный просвет.
- Устраняем минимальный просвет, но не больше. В идеале у нас должно сопло стоять чётко впритык по всем углам и центру при нажатии на калибровку оси Z. Именно такого результата нам нужно добиться для качественной печати, о контроле результата позже.
- Теперь нужно убедиться, что при нажатии на будет появляться просвет. Если этого не произошло, можно немного отпустить болт, прижимающий этот угол и, нажимая последовательно то зелёный домик, то кнопку «0.1», повторять до получения желаемого результата.
После того, как мы закончили калибровку на всех пяти точках и контрольно прошлись по ним так, что не пришлось ничего менять, можно переходить к проверке результата калибровки.
Проверка
Для проверки я использую простую модель, нарисованную в FreeCAD и cгенерированный gcode в Cura. Пластик чем точнее диаметром, тем лучше — я беру здесь из-за заявленной точности и разнообразия цветов. Впрочем, для проверки будем использовать натуральный цвет ABS-пластика.
Смысл простой маленькой проверочной модели, наверное, ясен — экономия средств и времени.
Именно в такой последовательности есть смысл проверять. Впрочем, если вы уверены в своей калибровке, то можете сразу начать с шага 2. Ну если у вас уже есть опыт и вы абсолютно уверены в своей калибровке, то можете сразу перейти к шагу 3 — распечатывать 5pad.gcode.
Разница в количестве и расположении изделий.
Я же опишу проверку первого шага, поскольку остальные аналогичны.
Предположим, одна сторона платформы слишком высоко откалибрована. Это очень легко обнаружить в результате:
Вид сверху:
И что важнее сейчас для нас — вид снизу:
— вот так выглядит ободная кайма Cura, если сопло расположено слишком высоко к платформе. Пластик падает не точно, иногда цепляясь за соседние линии.
Рассмотрим обратную ситуацию — если сопло слишком прижато к платформе:
Как видим, здесь тоже не всё гладко, пластик, стремясь заполнить доступное пространство, налазит на соседние линии, а на следующем слое повторно цепляется сопло, вмазывается вновь по доступному пространству. Впрочем, надо отметить, что прилипает в таком случае модель очень хорошо, а дефект калибровки не виден на следующих слоях. Более того, может быть даже не заметен вовсе, если вы выберете в Cura подложку для прилипания модели к столу.
Наконец, желаемый и правильный результат:
Здесь вы видите небольшое нагорание, но оно связано с неубранным кусочком нити, что хорошо видно на фото вида снизу. Подобные нагорания присущи скорее предыдущему случаю, когда сопло слишком прижато. А в остальном — ровные линии, плотно уложенные. Так и должно быть. Примите поздравления — калибровка центральной точки, значит, успешна.
Нормальная ситуация, если такой результат получен на стекле при температуре 100 градусов. При этом, если стекло обезжирено и ровное, то после окончания калибровки, отлипать в процессе печати не будет. Вы можете попробовать отодрать деталь от нагретой платформы после печати. Пока не остынет до 90-80 градусов, у вас это может, даже и не получится, без повреждения стекла. Также, может быть важным отсутствие сквозняка, который влияет на не менее важную равномерность прогрева поверхности платформы.
Вот общие фото для удобства сравнения:
Вид сверху:
Вид снизу:
Дальнейшая проверка аналогична по своей сути, но распечатать следует 4pad.gcode — охватывает немного большую центральную область. И 5pad.gcode — покажет качество калибровки по углам.
Всем удачной калибровки!
На завершение развлекательное видео, на котором отображено наслаждение результатом:
Качество печати на 3D-принтерах зависит от многих факторов. Для его обеспечения необходима тщательная подготовка всех узлов аппарата. Калибровка стола 3D-принтера является одним из важнейших подготовительных этапов.
Что такое калибровка стола и зачем она нужна?
Для качественного формирования детали из филамента на рабочем столе 3D-принтера важно обеспечить равномерное распределение массы по поверхности. Оно возможно только при идеально горизонтальном уровне и оптимальном зазоре между столом и соплом головки. Если стол имеет невыровненную поверхность, то зазор будет меняться в разных рабочих зонах. Нарушится равномерность подачи филамента, что приведет к дефектам и деформации печатаемой детали.
Калибровка включает два основных этапа: выравнивание поверхности по всей рабочей зоне и регулировка высоты расположения головки по вертикали (ось Z). Выравнивание может осуществляться вручную, с помощью регулировочных винтов. В более дорогих принтерах предусмотрено устройство автоматической калибровки рабочего стола. При регулировке по вертикали устанавливается оптимальный зазор между соплом и поверхностью стола, который должен сохранять заданное значение в любой точке рабочей зоны.
Признаки того, что стол кривой и нужна регулировка
На необходимость проведения калибровки рабочего стола указывают следующие признаки:
- пластик не прилипает к поверхности, что указывает на чрезмерно толстый слой;
- нижний слой отклеивается от стола при последующем наложении филамента;
- пробелы в первом слое или слишком тонкие линии;
- пластик скапливается вокруг сопла при печати первого слоя;
- толщина слоя и линия экструзии заметно различаются в разных точках поверхности;
- сопло местами задевает уже наложенный пластик;
- нить филамента выходит из сопла в виде спагетти, т. е. закручивается.
Возможны и иные признаки, свидетельствующие о неравномерном наложении слоя пластика на поверхность рабочего стола.
Тест калибровки стола
При ручном выравнивании поверхности стола чаще всего используется тест на основе массива точек — Mesh Bed Leveling (MBL). Рабочая поверхность разбивается в виде сетки. В каждом ее узле вручную с помощью штангенциркуля замеряется зазор по оси Z.
Существуют и более точные методики с применением тестовых моделей. Одна из наиболее простых моделей подразумевает печатание кругов в центре стола и возле всех регулировочных винтов. Печать производится в один слой толщиной 0,1–0,2 мм. При выявлении разницы в толщине становится ясно, каким винтом надо осуществить регулировку.
Более сложные тестовые модели предполагают печать правильных, но простых по геометрии фигур. Популярностью пользуется пустотелый калибровочный куб размером 25 × 25 мм. Он позволяет оценить качество печати как основания, так и стенок.
Калибровка 3D-принтера по листу бумаги
Наиболее распространенным способом калибровки по оси Z является проведение регулировки с использованием простого листа бумаги. Поверхность разбивается сеткой. В каждом ее узле между соплом и столом помещается бумажный лист. Устанавливается такое положение головки экструдера, когда продвинуть лист можно только с усилием. Эта координата переводится в специальную G-команду через управляющую компьютерную программу или через меню принтера. При ручной калибровке она просто записывается для будущих установок. Такая процедура осуществляется во всех узлах сетки. Обычно поверхность бытового принтера разбивается на сетку формата 3 × 3, т. е. с 9 узлами. Можно увеличить количество калибруемых точек, но создавать их более 49 не рекомендуется.
Как правильно откалибровать стол 3D-принтера?
Разные модели 3D-принтеров могут иметь индивидуальные особенности регулировки и настройки, но общая методика характерна для всех аппаратов. С первого раза новичку может показаться, что процедура очень сложна, но постепенно она доводится до автоматизма и не вызывает проблем. Для исключения погрешностей рекомендуется калибровку осуществлять при той же температуре, до которой он нагревается при печатании. Например, при ABS придется разогреть стол до 90–100 °C. Если при эксплуатации поверхность заклеивается скотчем или картоном, то их следует наложить до начала регулировки.
Инструменты для выравнивания стола
Для самостоятельного проведения калибровки стола необходимо приготовить такой набор инструментов и расходных материалов:
- Калибровочный щуп — тонкие пластины с точно известной толщиной. Можно использовать полосу от листа офисной бумаги плотностью 125–165 г/м 2 примерным размером 10 × 4 см.
- Ключ и отвертку для регулировочных винтов в зависимости от их конструкции.
- Металлическую (желательно латунную) щетку и х/б ткань для очистки сопла от прилипшей массы.
- Термостойкие перчатки, способные защитить руки при нагреве до 110–120 °С.
- Шпатель, бритвенные лезвия для соскребания пластика с поверхности стола.
- Мыло хозяйственное и х/б ткань для окончательной очистки от грязи и пыли.
- Спирт изопреновый для полной очистки поверхности.
Эти инструменты и материалы помогут осуществить полноценную очистку рабочей зоны и ручное выравнивание стола принтера, установить необходимый зазор между соплом и столом.
Подготовка стола
Первый этап калибровки — подготовка рабочего стола. Прежде всего необходимо тщательно очистить его поверхность. С помощью шпателя и бритвенных лезвий аккуратно удаляются все остатки прилипшего пластика от прежней печати. Если на столе имеется специальное покрытие (например, PEI), то лезвие применять нельзя, т. к. оно может повредить защиту.
После очистки от пластика поверхность тщательно моется с мылом для посуды. Применяется теплая вода. Если материал поверхности позволяет, то можно очистку производить с помощью изопропилового спирта, наносимого тканой или бумажной салфеткой. После влажной очистки поверхность насухо протирается х/б тканью. При подготовке стола не следует касаться его поверхности голыми руками, чтобы не оставлять жировых пятен.
Важный параметр — температура стола при калибровке. Важно учитывать, что металлический стол существенно изменяет размеры при температурных колебаниях, а потому рекомендуется осуществлять калибровку при той же температуре, которая поддерживается в рабочем режиме. Необходимость предварительного разогрева стола указывается в инструкции на аппарат.
Автокалибровка стола
Во многих 3D-принтерах автоматическая калибровка основана на использовании прошивки Marlin. Процедура регулировки начинается с открытия кода прошивки в Arduino Software (Arduino IDE). Существуют разные версии программы, но действия по ним одинаковы. Основные настройки осуществляются во вкладке Configuration.h:
После настройки программы проводится сама процедура калибровки в таком порядке:
- В меню принтера выбирается «Калибровать стол».
- Задействуется режим «Автопарковка».
- Устанавливается высота спада и Z стола.
- Нажимается кнопка «Начать», после чего начинается движение стола.
- Устанавливается зазор порядка 0,5 мм. Можно при калибровке использовать щуп или лист бумаги.
Аналогичные действия осуществляются во всех точках по оси Х, указанных в инструкции по прошивке. Все настроенные параметры автоматически сохраняются в принтере, а потому калибровка перед каждым запуском печати не требуется.
Ручная калибровка
В бюджетных аппаратах автоматические устройства не предусмотрены и калибровка стола обеспечивается вручную. Она осуществляется в таком порядке:
- Проверяется плавность хода всех регулировочных винтов.
- Очищается сопло от налипшей массы.
- Каждый регулировочный винт отпускается на несколько оборотов для увеличения зазора между соплом и столом.
- Калибровка начинается с одного из углов стола. Сюда вручную подводится сопло головки экструдера. С помощью калибровочного щупа или бумажной полосы устанавливается оптимальный зазор. Вращать регулировочные винты надо осторожно, чтобы не создавать избыточного давления на щуп. Оно может вызвать ответную реакцию, способную внести погрешность.
- Аналогичные действия осуществляются во всех углах. Проверка установки уровня проводится в центральной точке. Зазор во всех точках должен быть одинаков.
При переходе от одной точки к другой возможен сбой установок. Поэтому надо проверить ранее установленные зазоры. Если они изменились, то все проводится по второму кругу. Иногда требуется осуществить несколько кругов калибровки. Далее принтер запускается и проводится тестирование правильности калибровки.
Датчик калибровки
При автоматической калибровке в принтере предусмотрено сенсорное управление движением стола, а на уровне сопла устанавливается контактный датчик. Он в автоматическом режиме способен определять точное расстояние до рабочей поверхности. Сигналы подаются на управляющий движением орган, который обеспечивает точно заданный зазор. В некоторых конструкциях принтеров сам экструдер имеет энкодер обратной связи, что позволяет ему исполнять роль датчика.
При ручной калибровке проверка правильности ее проведения осуществляется по осмотру первого слоя пробной печати. Возможны такие варианты:
- Зазор между соплом и столом слишком мал. Об этом говорят такие факторы: очень тонкий слой, а местами его полное отсутствие; накопление массы на сопле; масса вообще не выдавливается на стол.
- Зазор чрезмерно велик. Признаки: плохое прилипание к столу, отслаивание при последующей печати, закручивание филамента при выходе из сопла.
В первом случае необходимо сместить головку вверх по оси Z, а во втором, наоборот, опустить вниз. Более точную проверку обеспечивают тестовые модели.
Калибруем стол
Автоматическую и полуавтоматическую калибровку можно обеспечить несколькими способами. Наиболее распространены нижеследующие варианты:
- Через внешнюю программу. В этом случае задействована специальная команда G29. Так G29 S0 считывает текущие параметры точек в памяти; G29 S1 позволяет устанавливать рабочий орган в начальной точке; G29 S2 предназначена для записи текущей информации и перемещения головки к следующей точке. Команда M500 позволяет вводить все необходимые данные в память аппарата.
- Через меню принтера. Необходимые пункты выбираются в меню Presets. На экране дисплея появляется нужная для калибровки информация, принтер паркуется в определенную позицию. Кликнув по энкодеру, можно возвратить головку в начальную точку. При движении рукоятки энкодера выставляется требуемый зазор по оси Z.
Важно! Оператор может выбрать удобный для него способ управления авторегулировкой.
Как предотвратить кривизну стола?
Любой пользователь желает провести калибровку стола принтера один раз и так, чтобы его ровность сохранялась при многократных запусках печати. Что приводит к необходимости частой калибровки? Прежде всего это чрезмерная вибрация аппарата при эксплуатации, которая сбивает настройку регулировочных винтов. Для исключения этой причины необходима правильная установка принтера и использование противовибрационных прокладок.
Вторая распространенная причина — частое и значительное изменение температурных режимов печати. Металлический стол очень чувствителен к температурным изменениям, что сбивает настройки. Важно осуществлять калибровку с предварительным нагревом стола.
Важно! Влиять на разбалансировку могут нарушения правил эксплуатации аппарата. Для предотвращения кривизны необходимо строго соблюдать инструкцию на аппарат.
Избежать проблем помогают разные способы. Наиболее эффективным считается установка специальных датчиков (например, датчик Боултач), контролирующих изменение параметров стола. Достаточно хорошо показала себя защита поверхности путем установки стекла. Можно обеспечить надежную защиту алюминиевым скотчем.
Качество печати на 3D-принтере во многом зависит от правильности настройки аппарата. Важным этапом считается калибровка рабочего стола, которая может обеспечиваться вручную или автоматически. При правильном ее проведении все параметры остаются в памяти принтера и новая регулировка перед каждым запуском не требуется.
Читайте также: