Получите идеально ровный первый слой с помощью mesh bed leveling (выравнивания сетки стола). Мы объясним процесс выравнивания и покажем, как выполнить его самостоятельно!
Правильно выровненный стол очень важен для успешной печати, поскольку от него напрямую зависит, насколько хорошо приклеится к нему первый слой. Обычно выравнивание стола обсуждается как ручное или автоматическое, но это еще не все.
Даже если стол не является идеально ровным, выравнивание по сетке может помочь обеспечить равномерное прилипание первого слоя. В отличие от стандартного выравнивания, которое предполагает, что стол представляет собой ровную плоскость, выравнивание по сетке компенсирует провалы, неровности и небольшие искривления поверхности стола, динамически регулируя высоту сопла во время печати соответствующим образом.
В этой статье мы более подробно рассмотрим mesh bed leveling — что это такое, как оно работает, как его настроить и как эффективно использовать для получения надежных первых слоев даже на несовершенных билд-пластинах стола.
Хотя мы будем обсуждать процедуру настройки выравнивания сетки стола для Marlin, у нас также есть отдельная статья о настройке сетки стола для Klipper, если ваш принтер работает на нем.
Для начала давайте немного уточним, что мы подразумеваем под «mesh compensation».
Матрица или сетка для выравнивания
Выравнивание стола необходимо для обеспечения равномерного первого слоя, поскольку большинство билд-пластин не являются идеально ровными с завода. Обычно отклонения настолько незначительны, что невооруженным глазом может показаться, что стол плоский. Но поскольку типичная высота слоя в 3D-принтерах FDM составляет 0,1-0,3 мм, даже малейшая неровность может вызвать проблемы с адгезией или деформацией.
Чтобы компенсировать эти недостатки от поверхности слоя печати, выравнивание стола — ручное или автоматическое — обеспечивает поддержание оптимального расстояния сопла от поверхности слоя печати на протяжении всего процесса.
Важно отметить, что термин «bed leveling» на самом деле не является правильным. Правильнее было бы сказать «bed tramming», что означает выравнивание поверхности печати параллельно движению печатающей головки (сопла). Однако, поскольку термин «bed leveling» является более распространенным в 3D-печати, мы продолжим использовать его в этой статье.
Теперь давайте более подробно рассмотрим, как происходит процесс компенсации.
Выравнивание на основе матрицы (наклона) или сетки
Когда речь заходит о компенсации положения стола, есть два основных способа, которыми может воспользоваться прошивка:
- Выравнивание на основе матрицы (Matrix) компенсирует наклон стола. В частности, стол рассчитывает (идеально ровную) матрицу или плоскость, представляющий стол, и корректирует ее угол наклона путем точной регулировки высоты Z сопла во время печати.
- Выравнивание на основе сетки (Mesh) компенсирует форму стола. В этом случае стол представлен «сеткой», которая может иметь холмы и впадины в соответствии с реальными как на столе.
Эти два типа компенсации учитывают совершенно разные аспекты, и на самом деле полезно делать оба вида выравнивания стола! Выравнивание на основе матрицы не поможет, если стол деформирован, а выравнивание на основе сетки может иметь проблемы при экстремальных наклонах.
Автоматическое и ручное выравнивание стола
Ручное выравнивание стола предполагает регулировку высоты стола в различных положениях с помощью инструментов, таких как щуп или листок бумаги, чтобы убедиться, что стол не перекошен в какую-либо сторону. Цель — добиться максимально возможной ровности стола путем ее физической регулировки, но ограничение заключается в том, что это не позволяет устранить высокие или низкие точки на самом столе.
Автоматическое выравнивание стола (ABL) — это коррекция на основе прошивки, которая компенсирует оставшиеся несоответствия после ручного выравнивания, используя либо коррекцию наклона на основе матрицы, либо метод компенсации стола на основе сетки. Зонд или датчик измеряет несколько точек на столе, а прошивка динамически регулирует высоту сопла во время печати для поддержания равномерного первого слоя. Таким образом, программа фиксирует все высокие и низкие точки на столе и во время печати соответствующим образом перемещает сопло вверх и вниз, чтобы компенсировать их.
Можно предположить, что автоматическое выравнивание стола лучше, чем ручное, но это не всегда так. Если стол сильно наклонен, никакая система ABL не сможет компенсировать такой большой наклон. Лучше всего выровнить стол вручную, насколько это возможно. Затем ABL следует использовать для точной настройки последних 10 % — мелких изменений, которые было бы слишком сложно выполнить вручную.
Пример
Учитывая все вышесказанное, то, что кто-то делает с Ender 3 V2 (без датчика ABL), можно назвать «ручным выравниванием матрицы», то есть выравниванием стола в самом прямом смысле. С другой стороны, более современный принтер, например Prusa MK4, использует свой ABL-датчик для создания сетки перед каждой печатью, чтобы компенсировать все возможные высокие и низкие точки на столе.
Mesh Bed Leveling (выравнивание с помощью прошивки)
Дело вот в чем: если вы иногда проявляли излишний энтузиазм, снимая отпечаток со стола, ваш стол может оказаться не таким ровным, как вам хотелось бы. Другими словами, хотя углы могут быть ровными и красивыми, середина может быть слишком далеко или слишком близко к соплу. Это означает, что ваш стол перекошен и никакое количество закручиваний регулировочных винтов не решит проблему.
Если для выравнивания стола (т.е. компенсации стола) используется прошивка, но не используется датчик, то метод, скорее всего, будет основан на сетке. То есть прошивка будет фиксировать заданную вами высоту Z в различных точках, строить сетку и поднимать или опускать печатающую головку по мере необходимости во время печати.
В RepRap Wiki и в прошивке Marlin этот метод обозначен как «mesh bed leveling», хотя существуют и другие методы, основанные на сетке.
Как это работает
Чтобы описать конкретный процесс, который обычно называют «mesh bed leveling», мы используем в качестве примера команду G29 в Marlin.
По сути, при выполнении команды выравнивания сетки стола прошивка перемещает печатающую головку в точку над столом. Затем пользователь должен отрегулировать высоту Z (с помощью ЖК-дисплея принтера, если таковой имеется, или с помощью команд G-кода через OctoPrint или Pronterface) так, чтобы лист бумаги едва проходил между соплом и столом. Затем это значение записывается и прошивка перемещает печатающую головку в новую точку, и процесс повторяется до тех пор, пока высота Z не будет записана во всех точках. Количество проверяемых точек задается параметром в прошивке.
Какие методы существуют
Чтобы помочь вам держать все в голове, быстро рассмотрим остальные основные типы выравнивания стола.
Другие методы, основанные на сетке
Хотя «выравнивание стола с помощью сетки» стало относиться к вышеупомянутому конкретному методу, есть еще два популярных метода выравнивания стола с помощью сетки:
- Билинейное автоматическое выравнивание стола: Существует несколько различных режимов ABL, одним из которых является билинейный. Если он доступен, вы обычно выбираете его, изменяя файл конфигурации прошивки принтера. По сути, он работает так же, как и выравнивание по сетке, но всю работу выполняет прошивка, а для задания высоты Z используется датчик, а не пользователь.
- Унифицированное выравнивание стола: Это несколько более сложный метод, сочетающий в себе нескольких других аспектов.
Методы, не основанные на сетке
Наряду с билинейным ABL, двумя другими основными режимами ABL являются линейный и 3-точечный, оба из которых компенсируют наклон стола. Таким образом, они не относятся к методам выравнивания по сетке.
Настройка
Перед включением функции выравнивания стола очень важно как можно точнее выровнять стол вручную с помощью регулировочных ручек, листа бумаги или щупа. Выравнивание сетки не заменяет ручного выравнивания — оно призвано компенсировать незначительные дефекты поверхности, которые невозможно исправить вручную. Если стол сильно наклонен, выравнивание сетки не будет работать должным образом.
Учитывая все вышесказанное, давайте приступим.
Чтобы настроить выравнивание сетки стола, вам потребуется изменить встроенное программное обеспечение принтера. Мы продемонстрируем это на примере последней версии Marlin (2.1 на момент написания статьи). Нам нужно будет только отредактировать файл Configuration.h, что можно сделать, например, в Visual Studio Code. Помните, что вмешательство в прошивку может привести к непредвиденным последствиям, даже для такой простой процедуры, как эта, поэтому будьте осторожны.
Если прошивка вашего принтера не поддерживает выравнивание сетки стола, возможно, ее можно обновить. Для этого вам понадобится файл конфигурации, совместимый с вашим принтером. Подходящую копию можно найти в папке Example Configurations в пакете Marlin.
Если вы совсем новичок в настройке прошивки, мы предлагаем вам руководство по прошивке для начинающих.
Настройка файла конфигурации
Давайте рассмотрим, что вам нужно сделать и как каждое изменение влияет на программу.
Открыв файл «Configuration.h» в программе типа Visual Studio Code, используйте «Ctrl + F», чтобы найти фразу «#define MESH_BED_LEVELING», и откомментируйте ее, удалив две косые черты («//») перед фразой. Это включит метод выравнивания сетчатого ложа на вашем принтере. Убедитесь, что ни один из других методов выравнивания (например, AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR) не включен или не закомментирован. Если активировано несколько методов, прошивка может не скомпилироваться или работать неправильно.
Далее откомментируйте фразу «#define RESTORE_LEVELING_AFTER_G28», которая должна находиться чуть ниже предыдущей строки. Это позволит автоматически отправлять команду G28 на ваш принтер перед каждой печатью, восстанавливая все значения выравнивания сетчатого слоя, установленные на вашем принтере. Следующим шагом будет нахождение и удаление команды «#define LCD_BED_LEVELING», которая позволит вам выполнять операции по выравниванию стола с ЖК-экрана принтера.
И наконец, поскольку выравнивание сетки стола не предполагает использования датчика, вам необходимо сообщить принтеру, что вы будете выполнять выравнивание вручную. Это можно сделать, откомментировав строку «#define PROBE_MANUALLY».
На изображении выше вы можете видеть три таких правки. Хотя теперь вы активировали функцию выравнивания сетки стола для своего принтера, она не будет работать без нескольких дополнительных шагов, о которых мы расскажем далее.
Процесс выравнивания
Пришло время использовать лист бумаги! Но на этот раз, в отличие от ручного, не прошитого выравнивания, мы будем регулировать высоту Z, а не крутить ручки под столом.
Когда вы будете готовы, разогрейте принтер для выбранного вами материала. Нагрев обеспечивает учет теплового расширения — выравнивание на холодном столе может привести к небольшим смещениям, когда она достигнет температуры печати. Затем в разделе «Prepare» на ЖК-дисплее перейдите к пункту «Bed Leveling > Level Bed». Каждое нажатие будет перемещать каретку к следующему месту сетки из девяти точек и в каждой точке вы будете использовать ручку рядом с ЖК-дисплеем, чтобы пошагово поднимать или опускать ось Z. По возможности, для более точного управления используйте небольшие приращения (например, 0,025 мм).
Выполните все необходимые регулировки, чтобы ваш лист бумаги проходил между соплом и поверхностью. Бумага должна скользить с небольшим сопротивлением — если она движется слишком свободно, значит, сопло расположено слишком высоко; если она скользит с трудом, значит, сопло расположено слишком плотно.
Когда появится сообщение о том, что вы закончили, распечатайте тестовую модель стола; особенно популярны для этого метода квадраты размером три на три. На рисунке выше показано, как включить тестовый шаблон стола в меню, если вы хотите. Если некоторые участки тестового отпечатка кажутся слишком плотными или слишком свободными, проверьте, не наклонен ли сам стол, прежде чем регулировать Z Offset.
Если вся сетка кажется слишком высокой или низкой, вместо того чтобы делать все заново, воспользуйтесь опцией меню «Z height», чтобы немного увеличить или уменьшить ее. Это позволит отрегулировать смещение по всему столу, применяя его ко всем точкам сразу, без необходимости повторять весь процесс выравнивания. В зависимости от особенностей вашей установки, в меню во время печати должна быть опция «Z Offset» или «Live Adjust Z», которая используется для регулировки смещения высоты Z во время печати.
Вот и все, работа закончена!
