Klipper: Настройка Z Offset — Простое объяснение

В Klipper настройка Z Offset — это основная и в то же время важная процедура. Читайте дальше, чтобы узнать о том, как это сделать!

Первый слой 3D-печати очень важно сделать правильно, если мы хотим добиться успеха в нашей 3D-печати. Для этого нам необходимо иметь постоянное и точное расстояние между соплом и столом. Что еще немного усложняет ситуацию, это расстояние должно оставаться правильным, даже если мы заменим билд-пластину. В этом случае в дело вступает Z-Offset.

В этой статье мы объясним, что такое Z-Offset и почему важно. Мы также обсудим, когда следует калибровать Z-Offset и как это сделать в Klipper, популярной альтернативе прошивке Marlin с открытым исходным кодом. Klipper — это прошивка для 3D-принтера, предназначенная для обработки сложных операций на более мощном Raspberry Pi. Последняя подключается к плате управления 3D-принтера и посылает только простые команды перемещения, тем самым устраняя узкое место в производительности, вызванное менее мощными платами управления.

Независимо от используемой вами прошивки, может потребоваться калибровка Z-Offset вашего принтера, особенно если вы сделали какие-либо обновления, модификации или другие физические изменения в вашем принтере. Читайте дальше, чтобы узнать об этом больше!

Z Offset

Короткий ответ: это разница в высоте между точкой срабатывания датчика стола и фактической высотой сопла по отношению к столу. Таким образом Z-Offset зависит от двух вещей: датчика и сопла. Если мы оказываем влияние или меняем одну из них, Z-Offset скорее всего будет неправильным.

В приведенном выше определении много деталей, поэтому давайте разберем их по порядку. В дополнение к датчику нам нужно понять, что такое точка срабатывания датчика и как правильно измерить разницу высот.

Когда речь идет о датчике, не имеет значения, автоматический это датчик или выравнивание стола вручную, поскольку сопло всегда будет находиться на определенном расстоянии от стола, если мы не хотим повредить стол принтера. Автоматическое зондирование стола просто удобнее и быстрее по сравнению с выравниванием стола вручную.

Точка срабатывания датчика — это просто точка в которой он переходит из одного состояния в другое, тем самым указывая на контакт с билд-пластиной.

Из этого следует, что разница в высоте между соплом и датчиком не имеет значения, пока она остается одинаковой и датчик срабатывает до того, как сопло коснется стола. Но именно здесь некоторые датчики могут не сработать.

Зачем нужна настройка?

В идеальном мире наши принтеры никогда не двигаются, стол остается нетронутым, а температура окружающей среды остается постоянной. Мило, не правда ли? Давайте вынырнем из этой мечты и посмотрим, что происходит на самом деле.

Поскольку пространство часто ограничено, а некоторые принтеры довольно большие, большинство производителей хранят свои машины не в хорошем офисе с умеренной температурой, а в подвале или гараже. Их можно передвигать, иногда случайно стукнуть и даже не будем говорить о домашних животных.

Как вы видите, температурные условия не всегда идеальны и злоупотребления, которым подвергается ваш 3D-принтер, могут деформировать его раму. Все эти факторы влияют на Z-офсет и некоторые из них легче устранить, чем другие.

Температурный перекос

Температура окружающей среды, в которой находится ваш 3D-принтер, влияет на его работу несколькими способами. Весь узел принтера подвержен тепловому расширению и сжатию, что в зависимости от материала — может повлиять на калибровку принтера.

Что еще более важно, емкостные датчики напрямую зависят от температуры: Точка срабатывания слегка изменяется в зависимости от температуры — это называется «температурным перекосом». Если точка срабатывания меняется, то меняется и высота сопла над печатной пластиной в это время. И помните, мы хотим, чтобы это значение всегда оставалось постоянным!

К счастью, с температурным смещением справиться проще всего. Если используется емкостной датчик, необходимо помнить, что точка срабатывания зависит от температуры. В документации Klipper рекомендуется поддерживать постоянный температурный режим, но это трудно сделать зимой, работая в гараже.

В этом случае необходимо создать калибровочную таблицу, зависящую от температуры, и настроить 3D-принтер соответствующим образом. Это означает выполнение процедуры калибровки для диапазона температур окружающей среды или просто калибровку датчика в день работы.

Датчики давления, установленные в соплах

Эти, казалось бы, простые зонды деформируются со временем, тем самым немного изменяя точку срабатывания, что опять же не помогает. Зонды также могут слегка смещаться, когда пена, захватывающая сопло, изнашивается. Кроме того, сопло должно быть чистым, если мы используем такой зонд, поскольку любые остатки пластика на сопле повлияют на процесс измерения.

Все это означает, что вы можете рассмотреть другой метод зондирования, если хотите поддерживать правильный и стабильный зазор.

Перекос стола

Перекос — это еще один тип смещения с которым мы можем столкнуться и его бывает очень трудно устранить. Оно описывает искажение результатов измерений, которое проявляется при перемещении датчика в определенные места печатной пластины. Наклон эффектора в дельта-принтерах — отличный пример, но перекос стола может быть и в декартовых принтерах.

Компания Klipper рекомендует отказаться от обычных процедур выравнивания стола, если разница между зондированием в различных местах стола превышает 25 микрон. Единственный способ устранить эту проблему — решить основные проблемы.

КАК РЕШИТЬ ЭТУ ПРОБЛЕМУ

Последствия проблем, описанных в предыдущем разделе, очевидны. При измерении мы получаем плохую сетку нашего стола. В некоторых областях сопло находится слишком близко или слишком далеко от стола при печати первого слоя. Плохая адгезия, повреждение билд-пластины и пропущенные шаги — все это потенциальные результаты, которые могут привести к неудачной печати.

Чтобы избежать этих проблем, нам необходимо убедиться в правильности Z-Offset. В следующем разделе мы объясним, как именно это сделать.

Подготовка

Чтобы перейти к калибровке Z-Offset, нам понадобится следующее:

• 3D-принтер с установленной, работающей и доступной через консоль прошивкой Klipper (например OctoPrint или Repetier).
• Протестированный и установленный точный, рабочий датчик
• Откалиброванный принтер с чистым ровным столом и без перекосов рамы
• Чистое сопло без остатков пластика
• Щуп 0,1 мм или лист бумаги.

Вкратце о том, почему эти пункты важны. Для ввода команд калибровки необходим доступ к консоли. Это не может быть сделано только через дисплей 3D-принтера. Датчик должен быть подобран в соответствии с материалом рабочей пластины. Например индуктивный датчик не видит пластиковую печатную форму. Емкостной датчик будет выдавать непостоянные показания, если он не находится в среде с контролируемой температурой.

3D-принтер должен быть собран ровно и точно, в противном случае вся затея будет неполноценной. Калибровка не может компенсировать физические недостатки. Если сопло не чистое, это будет мешать правильному измерению. Наконец в процессе калибровки будет использоваться щуп или лист бумаги.

Также необходимо выполнить калибровку по осям X и Y перед калибровкой по оси Z. Без калибровки XY следующая калибровка Z-Offset просто не будет работать правильно, так как сопло может не переместиться в нужное место, где щуп должен коснуться печатной пластины рабочего стола.

Настройка

Вспомните, чего мы хотим добиться с помощью этой калибровки: Мы хотим измерить разницу высот между соплом и точкой срабатывания датчика при комнатной температуре (без нагрева). В принципе калибровка Z Offset состоит из двух этапов:

1. Проведите зондирование в обычном режиме и расположите сопло выше точки зондирования.
2. Вручную опускаем сопло к печатной пластине, пока не почувствуем трение с датчиком или листом бумаги.

Для первого шага откройте консоль, введите PROBE_CALIBRATE, затем нажмите Enter. 3D-принтер выполнит зондирование и автоматически переместит сопло в точку зондирования. Это важно, чтобы избежать любых ошибок, вызванных различиями в поверхности печатной пластины. Если он этого не делает, проверьте калибровку XY.

Для второго шага мы используем процедуру «бумажного теста«:

1. Опустите сопло на 2 мм ближе к пластине, введя в консоль TESTZ Z=-2.
2. Если сопло уже близко, используйте меньший шаг, пока не почувствуем трение о щуп или бумагу. Например попробуйте команду TESTZ Z=-.1.
3. Если сопло слишком зажимает бумагу или ослаблено, переместите сопло на половину предыдущего значения вверх или вниз с помощью команд TESTZ Z=- или TESTZ Z=+.
4. Как только вы будете удовлетворены, введите ACCEPT.
5. Не забудьте сохранить новую настройку. Введите SAVE_CONFIG

Если во время калибровки что-то пойдет не так, мы можем остановиться в любой момент, введя команду ABORT.

Устранение проблем

Если все работает не так, как ожидалось, остановитесь и подумайте. Подход «KISS» или «Keep It Simple, Stupid» — обычно помогает.

Что изменилось с предыдущего раза? Поменяли ли мы сопло? Поменяли ли мы хотенд? Переехал ли принтер? Идея такой постановки вопроса ясна: попытайтесь выяснить, что изменилось.

Если произошло физическое изменение, связанное с хотендом, билд-пластиной, соплом или датчиком, нам просто необходимо провести повторную калибровку, поскольку Z Offset изменился. Даже если мы заменили все элементы на идентичные модели, могут быть небольшие различия.

Если принтер перемещался, всегда имеет смысл проверить, ровно ли он стоит и не перекошен ли перед повторной калибровкой. Если используется емкостной датчик, убедитесь, что вентилятор не был включен случайно, а температура окружающей среды была учтена.

Большинство этих проблем обсуждаются на различных сайтах чатов и могут быть решены с помощью вышеупомянутой череды вопросов. В Klipper есть несколько действий, которые аннулируют вашу калибровку Z Offset, а именно выполнение команд DELTA_CALIBRATE, QUAD_GANTRY_LEVEL или Z_TILT_ADJUST. То же самое справедливо и для регулировки уровня печатной пластины вручную.

В конце мы сделаем замечание о Z Offset и настройках слайсера. Z Offset обычно является функцией прошивки и слайсер обычно не имеет к этому никакого отношения. Однако проблемы могут возникнуть, если настройка слайсера для Z Offset не установлена на ноль. Если мы используем автоматический датчик для выравнивания печатной пластины и все хорошо откалибровано, то регулировка Z Offset слайсера нам не нужна. Если отпечатки не получаются, несмотря на калибровку, проверьте слайсер на наличие ненужной регулировки Z Offset.