Linear advance позволяет прогнозировать давление в сопле для более стабильной экструзии. Читайте далее, как настроить linear advance в Marlin и многое другое!
В FDM 3D-печати, экструдер и сопло работают над послойным выдавливанием филамента для создания нужной детали. К сожалению, поскольку связь между экструдером и соплом хрупкая (для идеальной печати оба должны работать идеально), при возникновении любой незначительной ошибки качество печати снижается.
В частности, после того, как экструдер перестает проталкивать филамент, излишки материала вытекают из сопла, пока не образуется зазор между филаментом и соплом в хотенде. Этот зазор повторяется при каждой паузе и в результате непоследовательной экструзии детали имеют мягкие углы или неровные стенки, а также могут потребовать снижения скорости печати.
Подобные дефекты нормализованы в силу особенностей 3D-печати FDM. Даже если ваш принтер работает идеально, вы все равно можете столкнуться с этими ошибками. Однако в последние годы была разработана технология, известная как linear advance, позволяющая уменьшить или устранить последствия этих проблем.
Прогноз
Linear Advance — это специальная функция прошивки, которая ожидает и компенсирует давление, возникающее в сопле при переключении между экструзией и откатом. Эта компенсация позволяет получить отпечатки с более острыми углами, более плоскими стенками и более чистым сплошным заполнением и все это при использовании более высоких скоростей печати (если нет других ограничений). Эти улучшения практически недостижимы с помощью других средств, таких как настройка параметров слайсера или выравнивание стола, которые, тем не менее, жизненно необходимы для успешной печати.
Какую проблему решает
Прежде чем перейти к рассмотрению того, как именно работает Linear Advance, важно понять проблему, которую эта функция призвана решить: непостоянный поток материала из-за изменений давления в сопле. При экструзии и откате, давление в сопле нарастает и спадает, что приводит к непостоянству и даже запаздыванию экструзии.
Как мы уже упоминали, именно это приводит к тому, что филамент вытекает из сопла после прекращения экструзии или филамент начинает выходить слишком поздно из-за сброса давления (вызывающего разрыв потока филамента в сопле) после отката. Например, если вы попросите 3D-принтер напечатать одну прямую линию, как показано на рисунке выше, начало линии будет недоэкструдирована, а конец — переэкструдирован.
Более высокие скорости печати обычно усугубляют эту проблему, поскольку филамент течет быстрее, но давление в сопле остается непостоянным, что приводит к такому же или более непостоянному экструдированию. Вот почему линейное продвижение так эффективно и полезно при использовании повышенных скоростей печати.
Как работает Linear Advance
Linear Advance — это функция в прошивке вашего 3D-принтера, которая пытается компенсировать давление в сопле и непоследовательную экструзию. Но как именно она это делает?
K-factor
При линейном продвижении на каждый 1 мм/с скорости печати выдавливается дополнительная длина материала. Полученное в результате «расстояние сжатия» известно как K-factor. Поскольку этот показатель зависит от скорости печати, его можно использовать как при высокой, так и при низкой (или нормальной) скорости печати. Чем больше K-factor, тем больше филамента экструдер будет сжимать в хотенде, чтобы синхронизировать экструзию с движением по осям X и Y.
K-factor, вероятно, будет выше на установке с приводом Боудена, чем на установке с прямым приводом, а также будет отличаться для разных хотендов. Чтобы учесть это, вы можете изменить K-factor путем редактирования и переустановки прошивки или с помощью терминала G-кодов, но как именно это сделать, мы рассмотрим далее в статье.
Эффекты
Linear Advance на самом деле не предотвращает нарастание давления в сопле. Вместо этого он пытается поддерживать давление постоянным, увеличивая экструзию по мере увеличения скорости печати. Другими словами, Linear Advance гарантирует, что соотношение экструзии и скорости печати не изменится на протяжении всей печати.
Если вы задаетесь вопросом о разнице между значением K-factor и E-шагом, то K-factor определяется скоростью печати, в то время как значение E-шага применяется к каждому движению экструдера, независимо от скорости. Оба значения влияют на поток материала, но именно E-шаг определяет базовое количество материала для экструзии, а K-factor добавляет или вычитает из этого количества в зависимости от скорости.
Помимо прокладки более последовательных линий, Linear Advance отлично подходит для печати острых углов. Это связано с тем, что при обычной экструзии изменение направления на углу часто вызывает чрезмерную экструзию, в результате чего угол получается более округлым. Однако гармонизация между потоком сопла и движением осей X и Y уменьшает избыточную экструзию, позволяя получить более острые углы.
Другой пример — неровные или неплоские стенки, которые, опять же в основном вызваны непоследовательной экструзией из-за давления сопла. Последовательная экструзия при Linear Advance помогает сделать стенки детали более ровными. Это улучшение качества печати заметно на поверхности детали, особенно если отпечатки содержат большие тонкие стенки.
Поддержка и совместимость
Хотя Linear Advance — отличная функция, она доступна не во всех принтерах и прошивках. В этом разделе мы рассмотрим совместимость линейного продвижения как для материнских плат, так и для прошивок.
Материнские платы
Функция линейного продвижения совместима не со всеми материнскими платами 3D-принтеров. Согласно TeachingTech на YouTube, линейное продвижение может быть проблематичным на некоторых конфигурациях драйверов шаговых двигателей. Например, драйверы TMC2208 в скрытом, устаревшем или автономном режиме, как на некоторых материнских платах Creality (например Ender 3 и V2), не будут работать.
Если вам нужна материнская плата или принтер, поддерживающий Linear Advance, отлично подойдут Einsy Rambo для Prusa i3 MK3S+ или SKR Mini E3. В качестве альтернативы, если у вас принтер сделанный на заказ, можно использовать драйверы шаговых двигателей TMC2209 на материнской плате с настраиваемыми драйверами, например Makerbase Robin E3D.
Прошивка
Linear Advance, как мы уже упоминали в основном управляется через встроенное ПО принтера. Хотя эта функция может начать внедряться в другие прошивки (например, Smoothieware), в настоящее время она в основном представлена в прошивке Marlin. Marlin разрабатывается сообществом, имеет открытый исходный код и является самой популярной прошивкой для FDM 3D-принтеров. Напомним, что микропрограмма интерпретирует G-код, чтобы ваш принтер мог управлять своим оборудованием в соответствии с инструкциями.
Некоторые программы на базе Marlin также содержат функции линейного продвижения, например, прошивка Prusa Marlin для Prusa i3 MK3S. Чтобы проверить наличие этой функции, вы всегда можете найти «LIN_ADVANCE» в файле «Configuration_adv.h» вашей прошивки.
Настройка Linear Advance
Прежде чем приступить к настройке Linear Advance, убедитесь, что ваш принтер находится в хорошем состоянии, экструдер откалиброван, а настройки слайсера, такие как температура и ретракт, хорошо настроены. Не забудьте также выровнять стол, как и перед любой 3D-печатью.
Чтобы использовать Linear Advance, вам придется изменить и перепрошить прошивку вашего принтера, что может быть непростым процессом, особенно для тех, кто никогда не делал этого раньше.
Пошаговая перепрошивка
Выполните следующие шаги, чтобы проверить и отрегулировать K-factor Linear Advance:
- Откройте редактор прошивок и загрузите текущую прошивку Marlin или прошивку на базе Marlin.
- В файле «Configuration_adv.h» раскомментируйте (уберите «//») строку «#define LIN_ADVANCE».
- Сохраните, скомпилируйте и загрузите новую прошивку в принтер.
- Откройте генератор K-factor Marlin и настройте параметры слайсера в интерфейсе в соответствии с теми, которые вы используете (в основном это температура, диаметр сопла, стола, скорость и ретракт).
- Нажмите кнопку «Generate G-code» в нижней части раздела настроек слайсера на сайте генератора.
- Загрузите скрипт G-кода и загрузите его в принтер.
- Запустите печать и следите за принтером, чтобы убедиться, что он не испортился. Когда он закончит печать, будьте осторожны, чтобы не удалить маленькие напечатанные линии на столе.
- Посмотрите на напечатанные линии рядом с соответствующим K-factor и определите, какая из них выглядит наиболее последовательной в отношении экструзии.
- Откройте редактор прошивки или терминал G-кода, например, Pronterface.
- В редакторе прошивки прокрутите вниз до области значений «LIN_ADVANCE_K» и посмотрите, каково текущее значение K-factor. Если вы используете терминал G-кода, отправьте команду «M900», и эхо ответит на ваше текущее значение K-factor.
- Отрегулируйте K-factor в редакторе прошивки и переустановите новую прошивку. Или отправьте команду «M900 K», а затем команду «M500» в терминале G-кода.
Вы успешно настроили Linear Advance на вашем 3D-принтере!
Обязательно проверяйте и корректируйте значение K-factor при значительных изменениях температуры сопла, скорости или откате, а также при смене типа филамента.
Кроме того, разработчики Marlin рекомендуют отключить несколько настроек слайсера, включая режим комбинга, pressure advance, накат и extra restart length после настройки Linear Advance. Наконец, следует заново отрегулировать величину отката, так как оно должно быть намного меньше благодаря активации и настройке Linear Advance.
