Автоматическая регулировка уровня стола становится все более популярной функцией 3D-принтеров, но нужна ли она вам? Узнайте, что это такое, какие существуют методы и многое другое!
Одной из самых важных вещей, которую необходимо проверить перед началом печати, является ровность рабочей платформы. Неровная платформа означает, что расстояние между соплом и рабочей платформой меняется в разных точках, что может привести к проблемам с адгезией печати и качеством первого слоя.
Большинство бюджетных 3D-принтеров, таких как Ender 3 V2, достигают ровности стола с помощью ручного выравнивания, при котором пользователь поворачивает ручки стола. Однако автоматическое выравнивание стола (ABL) — это еще один вариант, который может уменьшить количество усилий, необходимых для выравнивания стола и помогает получить более прочные отпечатки.
Автоматическое выравнивание стола выполняется прошивкой принтера и использует датчики устройство для измерения расстояния от печатающей головки до стола в разных точках стола. В зависимости от настроек прошивки принтер затем применяет эти расстояния в качестве смещений или компенсаций во время печати (разными способами в зависимости от используемого метода). Это делается для того, чтобы сопло оставалось на равном расстоянии над столом и, таким образом, можно было получить хороший первый слой.
В этой статье мы рассмотрим, «стоит ли» использовать ABL. Чтобы ответить на этот вопрос, мы сравним ручное выравнивание и ABL, а также рассмотрим ряд конкретных методов выравнивания прошивки, используя в качестве примера популярную прошивку Marlin 3D для 3D-принтеров. В заключение мы рассмотрим несколько популярных датчиков ABL (датчиков). Приятного чтения!
Ручное выравнивание и ABL
Чтобы понять, нужно ли вам автоматическое выравнивание стола для вашего 3D-принтера, может быть полезно сравнить ABL с традиционным ручным выравниванием стола.
Однако прежде чем перейти к этому, важно отметить, что ABL на самом деле не выравнивает платформу, как при физическом ручном выравнивании. Вместо этого ABL компенсирует неровности или перепады высоты строительной платформы в прошивке принтера. Принтер использует измерения, выполненные датчиком ABL, для динамического изменения высоты печатающей головки, чтобы сопло всегда находилось на одинаковом расстоянии над платформой.
Теперь, когда это ясно, давайте рассмотрим несколько различных факторов.
Стоимость
Во-первых, ABL, естественно, дороже ручного выравнивания. Поскольку большинство принтеров оснащены винтами для ручного выравнивания на рабочей платформе, его стоимость практически равна нулю. Между тем, принтеры с ABL, как правило, дороже, и чтобы оснастить машину ABL, вам как минимум нужно будет приобрести датчик ABL, который может стоить от 1500 до 6500 рублей.
Стабильность
При правильном выполнении ни ABL, ни ручное выравнивание не дают «лучших» первых слоев, чем другой метод. Однако ABL, как правило, более стабилен, поскольку управляется компьютером с помощью точных датчиков, а не руками человека с помощью листа бумаги (который обычно используется для ручного выравнивания).
Время и усилия
Как и следовало ожидать, датчики ABL могут значительно упростить выравнивание принтера по сравнению с ручным выравниванием; все, что вам нужно сделать для запуска последовательности выравнивания, — это нажать несколько кнопок на интерфейсе принтера. Часто это даже является стандартной настройкой перед печатью!
Однако настройка ABL может быть несколько сложной, так как вам необходимо настроить прошивку и печатающую головку вашего устройства для работы с датчиком ABL. Тем не менее, ручное выравнивание проще понять, поскольку оно просто предполагает подъем или опускание четырех углов рабочей поверхности в зависимости от их положения относительно сопла.
Метод выравнивания по сетке
Если вы не можете определиться между ручным и автоматическим выравниванием, mesh bed leveling (метод выравнивания по сетке) может быть для вас. Выравнивание сетки направляется прошивкой, но зависит от пользователя, который выполняет настройки, то есть не требует датчика ABL.
Используя введенные пользователем измерения, прошивка создает сетку, то есть сетку точек, каждая из которых имеет свою «высоту». Эта сетка определяет, как следует поднимать и опускать печатающую головку в зависимости от ее положения в плоскости XY.
Как и следовало ожидать, выравнивание сетки — это метод выравнивания на основе сетки, которых существует несколько. Они контрастируют с методами на основе матрицы, которые учитывают общий наклон стола, а не конкретные точки высоты.
Естественно, точки в сетке будут следовать плоскости стола, поэтому методы на основе сетки могут частично учитывать наклон. Однако, поскольку они не пытаются определить общий наклон, они не учитывают его напрямую путем поворота системы координат. Это означает, что высокая прямая деталь на сильно наклоненном столе может печататься прямо по отношению к принтеру, но получится слегка искривленной.
Теоретически, методы на основе сетки также могут иметь нежелательные эффекты при использовании особенно деформированных платформ. Например, при печати на платформе с крайне глубокими впадинами или «кратерами» модель с плоской верхней частью может иметь такие же впадины. В этом случае следует активировать настройку высоты затухания (или градуированную компенсацию платформы) — настройку прошивки. Она указывает прошивке постепенно уменьшать применение смещений компенсации сетки.
Методы выравнивания стола в прошивке
Когда речь заходит об автоматическом выравнивании стола, в пакете прошивки можно выбрать один из нескольких конкретных методов (только один за раз). Каждый метод по-своему обрабатывает измерения, выполненные датчиком ABL принтера, и имеет свои преимущества и недостатки.
В этом разделе мы рассмотрим четыре популярных метода ABL, доступных в прошивке Marlin, включая по 3 точкам, линейное, билинейное и унифицированное выравнивание стола. Для каждого метода мы кратко опишем, как он работает, а также его преимущества и недостатки.
Выравнивание по 3 точкам
Во-первых, выравнивание по 3 точкам направляет датчик ABL для измерения расстояния от печатающей головки до стола в трех разных точках, все с заранее установленными координатами, указанными в конфигурации прошивки.
Выравнивание по 3 точкам — это матричный метод, что означает, что он лучше всего подходит для наклоненных (а не деформированных) столов. Используя три указанные пользователем точки (в качестве координат) на платформе, он генерирует наклонную плоскость (или матрицу), которая представляет угол наклона платформы. Таким образом, он компенсирует общий наклон путем поворота системы координат, что означает, что высокая прямая печать будет печататься перпендикулярно поверхности печати и, возможно, будет наклонена по отношению к принтеру.
Одним из главных преимуществ выравнивания по 3 точкам является то, что последовательность выравнивания выполняется очень быстро, и вы можете указать любые три точки на столе.
Линейное
Во-вторых, линейное выравнивание стола — это матричный метод выравнивания, в котором используется математический алгоритм наименьших квадратов для компенсации наклона в одном направлении на столе. Определенное количество точек измеряется в прямоугольной сетке (например, 3 x 3). Как и в случае выравнивания по 3 точкам, этот матричный метод эффективно поворачивает систему координат так, чтобы она была перпендикулярна столу.
Это делает линейное выравнивание отличным способом компенсации наклона неискривленной платформы. И хотя плоскость, полученная с помощью линейного выравнивания стола, может быть более точной, чем при 3-точечном выравнивании, ее создание занимает больше времени, поскольку для расчета используется больше точек.
Билинейное
Билинейное выравнивание — один из самых популярных методов автоматического выравнивания платформы. Как и линейное выравнивание, оно измеряет платформу по сетке (указанных) точек. Однако, в отличие от линейного выравнивания, вместо создания одной наклонной плоскости, билинейное выравнивание использует измерения для создания сетки. Таким образом, билинейное выравнивание основано на сетке, создавая виртуальную топологию платформы.
Это делает билинейное выравнивание отличным вариантом для строительных платформ, которые деформированы в нескольких точках и в нескольких направлениях (например, с несколькими неровностями). С другой стороны, сильные наклоны платформы не будут сильно компенсированы.
Унифицированное выравнивание стола
Наконец, унифицированное выравнивание стола (UBL) — это функция выравнивания на уровне прошивки, похожая на билинейное выравнивание, но с добавлением ранее обсуждаемого выравнивания сетки стола. UBL может использовать датчик ABL, но вы все равно можете вводить измерения вручную и настраивать их. Несмотря на то, что UBL включает в себя много точек, отпечатки все равно будут неровными из-за необходимой компенсации для стола, поэтому постарайтесь получить фактически ровный стол (ручное выравнивание) перед созданием сетки.
UBL обычно использует гораздо более крупную сетку, чем другие варианты выравнивания, поскольку сетки UBL предназначены для долгосрочного использования, что отчасти объясняет возможность их ручной редактирования. Функция UBL Marlin также поставляется с несколькими встроенными инструментами, такими как хранилище для нескольких сеток (что отлично подходит, если у вас есть несколько билд-пластин) и проверка сетки (которая печатает тестовый отпечаток выравнивания).
Популярные датчики ABL
Если вы решили, что хотите принтер с автоматической регулировкой уровня стола или хотите модернизировать свой текущий принтер, чтобы он имел эту функцию, вам понадобится датчик ABL. Существует много различных типов датчиков ABL, таких как датчики Холла и емкостные датчики, а также много отдельных продуктов для каждого типа. Ниже мы рассмотрели несколько самых популярных датчиков ABL, описав, что они из себя представляют и как их можно использовать:
- BLTouch: датчики BLTouch, пожалуй, являются самыми популярными датчиками ABL, известными своей надежностью, совместимостью и простотой использования. Сам датчик представляет собой физический (касается стола) датчик с эффектом Холла. Существует множество доступных конфигураций прошивки и печатных креплений, которые позволяют добавить это устройство к вашему принтеру.
- EZABL Pro: EZABL Pro, представленный компанией TH3D, занимающейся 3D-печатью, является емкостным датчиком, что означает, что он может обнаруживать как металлические, так и неметаллические поверхности, не касаясь их. EZABL Pro также довольно прост в использовании и надежен, хотя его прошивка и аппаратная совместимость более ограничены, чем у BLTouch.
- SuperPINDA: Датчик SuperPINDA — это высококачественный индукционный датчик автоматической регулировки уровня Prusa (PINDA), который используется в Prusa i3 MK3S+. Как индукционный датчик, SuperPINDA может обнаруживать металлические поверхности без прямого контакта, причем делает это довольно точно и надежно. SuperPINDA также довольно недорог и поставляется с предварительной настройкой в прошивке Marlin версии Prusa.
Заключительные мысли
Как мы показали, нет однозначного победителя в споре между автоматическим и ручным выравниванием стола. Вы должны решить, какой тип выравнивания вы хотите использовать, исходя из того, что вы хотите и что нужно для вашего принтера.
Если вы новичок в 3D-печати или не любите сложности, то вам, возможно, стоит остановиться на ручном выравнивании стола, поскольку оно проще в настройке и использовании. Ручное выравнивание стола также является отличным выбором для тех, кого не смущает несколько дополнительных минут подготовки перед печатью. Более того, если вы не вносите никаких изменений в настройки между печатью, можно даже внести небольшие корректировки, пока принтер наносит юбку модели.
Если вы не любите вручную выравнивать рабочую платформу перед каждой печатью, то ABL может быть для вас. ABL также полезен, если вы хотите получить более равномерные первые слои, но не против выполнять многоточечную последовательность выравнивания перед каждой печатью.
Конечно, даже если вы хотите использовать ABL, обратите внимание на то, основана ли она на матрице или сетке. В любом случае, полезно время от времени выполнять ручное выравнивание платформы, а если речь идет о последнем, подумайте, нужна ли для конкретной печати высота затухания (или градуированная компенсация платформы).
