Правильная калибровка вашего 3D-принтера

Ознакомьтесь с нашей инструкцией калибровки 3D-принтера и точно настроить параметры слайсера!

У вас уже есть 3D-принтер и вы выровняли стол и повозились с настройками параметров слайсера, но теперь вы хотите пойти дальше. Пришло время залезть в G-код и подправить тот самый код, который указывает вашим двигателям, как двигаться.

Калибровка 3D-принтера гарантирует, что каждая печать будет получаться одинаковой каждый раз. Хотя вам, возможно, придется потратить немного времени на точную настройку первого слоя, шаговых двигателей и параметров подачи филамента, это обязательно окупится с точки зрения качества печати. С помощью всего нескольких настроек вы сможете оптимизировать возможности своего принтера.

В этой статье мы погрузимся в код и откалибруем наши настройки, чтобы получать все более совершенные отпечатки. Давайте начнем!

Правильный первый слой

Хороший первый слой, как основа, имеет решающее значение для получения стабильной печати. Если ваше сопло расположено слишком близко к печатному столу, первый слой будет сплющен и возможно разрушен, это означает, что вам придется его отбраковать. С другой стороны, если сопло находится слишком далеко от пластины, отпечаток не будет иметь адгезии и скорее всего, не прилипнет.

Можно улучшить качество первого слоя, настроив Z Offset. Это значение, по сути, указывает принтеру на какое расстояние сопло нужно отвести по оси Z от концевика — другими словами от билд пластины.

В двух словах, цель состоит в том, чтобы ваш первый слой идеально прилипал к столу. Если вы видите, что ваш первый слой сминается или сопло вгрызается в него, вам следует увеличить Z Offset. С другой стороны, если ваш первый слой отслаивается от стола, вам следует уменьшить Z Offset.

Однако прежде чем вносить какие-либо изменения в Z Offset, необходимо тщательно очистить печатную пластину стола с помощью изопропилового спирта (в зависимости от материала пластины), чтобы удалить пыль, мусор или масла, оставшиеся на поверхности после удаления отпечатка. Это позволит вам быть абсолютно уверенным в том, что при калибровке вы имеете дело с проблемой Z Offset, а не с проблемой адгезии отпечатков.

Калибровка шаговых двигателей

В 3D-принтерах используются шаговые двигатели, которые вращаются с небольшим шагом, чтобы переместить оси или экструдер на определенное расстояние. Например, если один оборот составляет 100 шагов, то для того, чтобы сделать половину оборота, двигатель должен повернуться на 50 шагов. Это позволяет точно контролировать вращение.

Для 3D-принтера калибровка шаговых двигателей включает в себя определение соотношения между шагами и расстоянием. Чтобы откалибровать экструдер, необходимо убедиться, что 3D-принтер выдает нужное количество материала. Для этого необходимо отправить несколько команд G-кода на принтер.

Однако прежде чем калибровать шаговые двигатели, необходимо проверить ремни. Ослабленный ремень может привести к несоответствию отпечатков и свести на нет все попытки калибровки. Большинство 3D-принтеров имеют ремни по осям X и Y. Убедитесь, что они правильно натянуты, прежде чем двигаться дальше.

Если говорить о командах G-кода, то Pronterface — это хороший вариант, который позволяет отправлять G-код непосредственно с компьютера на 3D-принтер, обычно через USB-соединение; есть и альтернативные варианты. Подробнее о них, а также об основах G-кода можно узнать из нашего руководства по командам G-кода для 3D-принтера.

Шаг 1: Подготовка

На этом этапе мы сравним настройки вашего принтера с тем, как он печатает на самом деле. Если есть расхождения, мы проведем несколько расчетов, чтобы исправить их.

1. Сначала получите настройки принтера, отправив команду M503. Часть вывода должна выглядеть следующим образом: Steps per unit: M92 X100.00 Y100.00 Z400.00 E140.00
2. Обратите внимание на эти значения. Первые три соответствуют количеству шагов, которые шаговые двигатели делают для перемещения на один миллиметр в направлениях X, Y и Z соответственно. В данный момент они нас не интересуют, но они понадобятся нам позже. Сейчас нас интересует последнее значение — количество шагов, которое двигатель экструдера делает на один миллиметр экструдируемой нити. Мы назовем это число A.
3. Затем вставьте немного филамента и сделайте отметку примерно на 50 мм выше верхней части экструдера. Измерьте точное значение штангенциркулем и запишите его. Назовем это число B.
4. Затем выдавите 10 мм филамента и снова измерьте расстояние от верхней части экструдера до отмеченной точки. Мы назовем это значение С, то В минус С — это количество выдавленного филамента.

РАСЧЕТ

Если B — C = 10 мм, значит экструдер уже откалиброван правильно! Если нет, то нам нужно обновить количество шагов экструдера на миллиметр.

Вычислите значение D = 10*A / (B — C). Это новое количество шагов на миллиметр для экструдера. Для получения наилучших результатов можно повторить процесс измерения D несколько раз, а затем взять среднее значение. Это также поможет компенсировать небольшие ошибки измерения.

Шаг 2: Калибровка экструдера

Чтобы выполнить калибровку, необходимо сообщить принтеру новое значение:

1. Отправьте на принтер команду M92 E[D]. Хотя эта команда сообщает принтеру новое значение, она не сохраняет его.
2. Отправьте команду M500, чтобы сохранить новое значение.

Теперь экструдер должен быть откалиброван правильно.

ПРИМЕР

Предположим, что перед пробной экструзией мы измерили расстояние между отмеченной точкой и вершиной экструзии, равное 53,10 мм, а после пробной экструзии мы измерили расстояние, равное 42,80 мм. Тогда B-C = 10,30 мм.

Если исходное количество шагов на миллиметр для экструдера было 140, то мы рассчитаем 10*140/10,30 = 135,92 и отправим команду M92 E135,92.

СОВЕТЫ

В этом случае (и позже, когда вы будете калибровать оси) не ждите, что ваши результаты будут идеальными. После того как вы убедитесь в правильности калибровки, результаты будут отличаться, но если вы довольно близко (в пределах нескольких процентов) подошли к желаемому значению, значит ваш принтер хорошо откалиброван.

Шаг 3: Калибровка XYZ-осей

После калибровки экструдера также важно откалибровать оси принтера. Калибровка осей похожа на калибровку экструдера, но требует, чтобы вы действительно что-то напечатали.

Помните, что калибровку экструдера всегда следует выполнять до калибровки осей, поскольку первая может повлиять на размер печатаемых объектов. Поскольку калибровка осей предполагает измерение отпечатков, необходимо убедиться, что экструдер настроен заранее.

Для калибровки осей можно напечатать, например небольшой кубик. Либо спроектируйте его самостоятельно в выбранной вами программе CAD, например OpenSCAD, либо посмотрите модели в статье «Лучший калибровочный кубик для 3D-принтера«.

КАК ДЕЛАТЬ

После завершения печати куба измерьте каждое значение. Для каждой оси повторите вычисления, которые вы делали для экструдера: D = 10*A / (B — C), но замените переменные следующим образом:

• (B — C) с вашими измерениями
• число 10 — целевое значение этого измерения
• A — значение M92 для этой оси (т.е. значения, которые вы отметили в Шаге 1 после отправки команды M503).

Затем отправьте соответствующие команды M92 на принтер, снова заменив E на букву, соответствующую оси, которую вам нужно настроить.

ПРИМЕР

Предположим, наш куб должен быть 20 мм с каждой стороны, но мы измеряем 20,30 мм в направлении X. Если значение X в M92 установлено на 100,00, то мы обновим это значение, отправив принтеру команду M92 X98,52, так как 20*100 / 20,30 = 98,52.

СОВЕТЫ

Как и в случае с экструдером, полезно провести несколько измерений и взять их среднее значение. В этом случае, однако, вам не нужно печатать несколько объектов. Вы можете просто измерить куб в разных положениях (вдоль одной оси).

Тонкая настройка параметров филамента

Каждая катушка филамента отличается друг от друга. Пластмассы разных производителей и даже разные цвета одного и того же материала имеют разные свойства.

Чтобы получить наилучшие отпечатки, необходимо точно настроить параметры филамента. Обычно можно получить хорошие отпечатки, просто используя настройки, рекомендованные производителем.

Однако для достижения наилучших результатов каждый раз, когда вы открываете новый рулон нити, выполняйте следующие шаги.

Шаг 1: Измерьте свой филамент

Диаметр филамента часто отличается от диаметра, указанного производителем, на несколько процентов. Допуск по диаметру обычно указан на катушке. Поэтому важно использовать штангенциркуль для измерения истинного диаметра филамента:

1. Измерьте филамент в нескольких (не менее трех) местах.
2. Возьмите среднее значение ваших измерений.
3. Введите этот результат в качестве диаметра филамента в ваш слайсер.

Правильное значение этого числа очень важно, так как оно помогает гарантировать, что ваш принтер будет выдавливать нужное количество филамента.

Шаг 2: Найдите правильную температуру сопла

Чтобы найти правильную температуру сопла, напечатайте температурную башню. В Интернете можно найти множество различных вариантов, но основная идея у всех одна и та же. Они разделены на блоки разной высоты, и каждый блок должен быть напечатан при разной температуре. Анализируя блоки после печати, вы можете определить наилучшую температуру для печати вашего материала.

Большинство современных слайсеров позволяют вносить изменения в G-код непосредственно в самой программе (впрочем, всегда есть исключения). Мы рассмотрим два метода поиска нужной температуры. Сначала мы предположим, что ваша программа слайсера позволяет вносить изменения в G-код. После этого мы рассмотрим более практический подход, при котором мы сами изменим G-код.

Мы рассмотрим процедуры в UltiMaker Cura (версия 5.3) и пройдем через процесс калибровки различных температур сопла на одном и том же отпечатке. Другие слайсеры, скорее всего, будут иметь очень похожую настройку, хотя названия или пути могут немного отличаться.

МЕТОД 1

1. Для начала нарежьте свою температурную башню и определите, на какой высоте слоя нужно менять температуру сопла. В нашем примере мы будем менять температуру сопла через каждые 35 слоев.
2. На верхней панели инструментов нажмите «Расширения > Постобработка > Изменить G-код».
3. Нажмите «Добавить сценарий» и выберите «ChangeAtZ 5.3.0(Experimental)».
4. Измените «Trigger» на «Layer No.» и введите слой первого изменения температуры (слой 35 в нашем примере).
5. Установите флажок Change Extruder 1 Temp и введите желаемое изменение температуры (в зависимости от башни или теста, который вы хотите провести, это может быть разница в 5 градусов).
6. Повторите этот процесс, добавляя новый сценарий для каждого изменения температуры, которое вы хотите получить на модели. Вы всегда можете разрезать модель и прокрутить представление высоты слоя, чтобы найти следующую высоту слоя изменения температуры для вашей тестовой модели.
7. Как только вы настроите все изменения температуры, отправьте файл на принтер и начинайте печатать свою башню!

МЕТОД 2

1. Сначала определите высоту каждого блока. Назовите это число H, чтобы разные блоки начинались с высоты 0, H, 2H, 3H и так далее.
2. Затем откройте файл G-кода в выбранном вами редакторе. Вы хотите найти команды, которые указывают принтеру, как двигаться, и которые начинаются с G1. Ваш файл G-кода будет содержать огромное количество таких команд.
3. Найдите первую команду G-кода вида G1 Z[H]. (Она также может содержать перемещения по осям X и Y).
4. Перед этой строкой вставьте строку M104 S[T], где T — температура блока, который начинается на высоте H.
5. Повторите это для каждого блока с соответствующей температурой.
6. После завершения работы распечатайте обновленный файл G-кода.

ПРИМЕР

Если блоки имеют высоту 1 см (10 мм), а температура изменяется от 185 °C до 220 °C с шагом 5 °C, то вы должны найти первую команду, содержащую G1 Z10 (первая команда, которая выводит сопло на высоту 10 мм). Непосредственно перед этой строкой следует установить температуру сопла на 190 °C, вставив строку M104 S190.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ШАГИ

После того как вы напечатали температурную башню, изучение различных блоков позволит вам определить наилучшую температуру сопла вашего филамента. Просто выберите температуру, которая выглядит наиболее оптимальной. Установите эту температуру в качестве температуры сопла в вашем слайсере и вы готовы к работе!

Принтеры с автоматической калибровкой

По мере развития 3D-принтеров, внедрения новых технологий и достижений, все большее количество трудоемких процессов выполняется непосредственно самими принтерами. Это сделало 3D-печать гораздо более дружелюбным хобби для начинающих, поскольку новые мастера могут собирать устройства, которые в меньшей степени являются игрушками для мастеров и в большей — приборами.

Одним из первых 3D-принтеров, появившихся в этой категории, стал Bambu Lab X1. Автоматическое выравнивание стола уже стало популярной функцией среди сообщества, однако многим производителям все еще приходилось долго калибровать принтеры, чтобы получить достойные отпечатки.

X1, как и остальные 3D-принтеры линейки P1 (P1P и P1S) и A1 от Bambu Lab, оснащен множеством датчиков, которые автоматически калибруют все: от Z-смещения и скорости подачи материала до настроек для каждого материала и даже компенсации вибрации для снижения шума при печати. Это, по сути, создает условия для 3D-печати по принципу «подключи и работай». Хотя некоторые из этих достижений можно отнести к интеллектуальному оборудованию принтеров Bambu Lab, они были бы невозможны без быстро развивающейся прошивки Klipper.

Klipper — это мощная прошивка, которая позволяет производить более точные вычисления, что приводит к получению отпечатков лучшего качества и более высокой скорости печати. Хотя Bambu Lab основывает все свои 3D-принтеры на модификации Klipper, существует множество 3D-принтеров, которые используют прошивку с открытым исходным кодом, а также интеллектуальные датчики, чтобы обеспечить вам аналогичный опыт. Creality’s K1C и Qidi Tech’s Q1 Pro — отличные примеры 3D-принтеров, которые практически не требуют участия пользователя при калибровке, с автоматическим натяжением ремня, pressure advance и input shaping.

Если вам не нравится идея ручной калибровки 3D-принтера, вы получите гораздо больше удовольствия, выбрав один из этих вариантов.

Вывод

Мы описали основные способы калибровки настроек вашего принтера и некоторых параметров слайсера для вашего филамента. Однако существует множество других параметров, которые можно изменить для улучшения качества отпечатков. Чтобы получить общее представление о том, что принтер умеет делать хорошо, а что не очень, люди часто используют «пыточные тесты». Печать и совершенствование таких отпечатков может помочь в работе с проблемными участками, такими как мосты и свесы. Они также полезны для диагностики различных проблем.

Хотя самым популярным тестом является 3DBenchy (обычно его называют просто «Бенчи»), вы можете найти множество других, поискав тесты на вашем любимом сайте STL. Мы не будем вдаваться в подробности, поскольку каждый тест немного отличается от другого, но большинство из них поставляются с инструкциями по диагностике проблем и сбоев.