Неправильные допуски или другие проблемы? Напечатайте калибровочный кубик на 3D-принтере и следуйте нашей инструкции по устранению неполадок с помощью калибровочного кубика XYZ.
Калибровка 3D-принтера — изменение прошивки 3D-принтера для повышения точности шаговых двигателей — непростая, но очень необходимая задача для владельцев 3D-принтеров. Ведь печатающая головка 3D-принтера может быть настолько точной, насколько точна ее каретка, которая управляется этими шаговыми двигателями.
Не откалиброванный 3D-принтер может эффективно печатать миниатюрные статуэтки или настольные игрушки, но если его не откалибровать должным образом, он может оказаться неспособным печатать механические детали или шарнирные модели, которые стали так любимы в сообществе 3D-печати.
Существует множество способов калибровки 3D-принтера, но хорошо зарекомендовавшим себя методом устранения неполадок в точности 3D-принтера является использование калибровочного кубика. Потратив 20-30 минут на печать калибровочного кубика и проверку его допусков, вы сможете избежать потери времени и филамента — буквально одна профилактика может стоить килограмма филамента!
В каком случае использовать
Есть несколько случаев, когда было бы неплохо напечатать калибровочный кубик:
- У вас новый принтер, который еще не был откалиброван, или вы планируете использовать принтер, который простоял без дела некоторое время.
- Вы внесли изменения в принтер, например заменили ремни, двигатели или внесли постоянные изменения в раму.
- Вы заметили, что размер отпечатков не совпадает с размерами цифровых моделей в одном или нескольких направлениях.
- Вы печатаете модель, требующую строгих допусков — 0,15 мм или меньше.
Благодаря определенным измерениям длины, ширины и высоты калибровочные кубы показывают точность перемещений принтера в основном по осям X и Y. Они не являются на 100% точными для калибровки оси Z, поскольку плоскостность стола влияет и на эту ось.
Помимо точности размеров, калибровочные кубы покажут, сталкивается ли ваш 3D-принтер с такими распространенными проблемами 3D-печати, как призраки, слоновьи ноги, выравнивание стола или проблемы с экструзией. Ниже мы покажем вам, как откалибровать шаговые двигатели, приводящие в движение оси принтера, с помощью калибровочного кубика, но для решения этих других проблем вам также следует рассмотреть возможность калибровки потока и E-шага.
Начало работы
Калибровочные кубики также помогают производителям тестировать новые филаменты на откалиброванных принтерах
Калибровочные кубики также помогают производителям тестировать новые филаменты на откалиброванных принтерах (Источник: Halit via Printables)
Устранение проблем точности шагового двигателя с помощью калибровочного куба — довольно простой процесс, но для его успешного выполнения требуется несколько инструментов (как физических, так и программных).
Что понадобится
- Декартовый или CoreXY 3D-принтер, который необходимо откалибровать. К сожалению, настройка дельта 3D-принтера с помощью калибровочного куба слишком сложна с математической точки зрения, поскольку за каждую ось отвечает более одного шагового двигателя.
- Слайсер, который может напрямую отправлять команды G-кода на подключенный 3D-принтер — см. наши рекомендации по программному обеспечению ниже.
- Соединение между 3D-принтером и компьютером. Это может быть USB-кабель, Wi-Fi или любой другой способ, который позволит вашему 3D-принтеру подключиться к компьютеру.
- Надежный филамент для 3D-принтера, желательно с жестким допуском. Это поможет повысить точность, потому что нить для 3D-принтера с небольшим допуском приведет к 3D-отпечаткам с небольшим допуском. Это позволит вам быть более точным при настройке 3D-принтера с помощью калибровочного кубика.
- Надежные цифровые штангенциркули.
- Цифровой файл калибровочного кубика.
- Калькулятор, так как в этом руководстве необходимо выполнить некоторые умножения и деления.
Программное обеспечение
Repetier и Pronterface — хорошие варианты для отправки команд G-кода на ваш принтер. Они предпочтительнее других, более типичных редакторов G-кода, потому что вы можете отправлять команды G-кода в режиме реального времени, а не создавать и запускать несколько файлов G-кода с помощью USB-флешки или SD-карты.
Имейте в виду, что если вы используете другой слайсер для этой задачи, он должен иметь возможность напрямую отправлять G-код на ваш 3D-принтер, что в настоящее время недоступно в таких слайсерах, как Cura, без использования плагинов.
Кроме того, если ваш 3D-принтер работает на прошивке Marlin и у вас есть опыт программирования, вы можете напрямую редактировать прошивку с помощью IDE без использования G-кода.
Печать
Здесь важно помнить о нескольких вещах. Во-первых, очень важно, чтобы стол 3D-принтера был правильно выровнен. Это гарантирует, что калибровочный кубик сможет лучше продемонстрировать точность оси Z 3D-принтера.
Во-вторых, если вы выбрали калибровочный куб, на стенках которого есть метки для осей X, Y и Z, убедитесь, что в программе нарезки стенки параллельны оси, которую предполагается измерять.
Некоторые калибровочные кубы автоматически импортируются в правильном направлении. Вы всегда можете проверить правильность ориентации куба в слайсере, поскольку в большинстве слайсеров есть красная стрелка, указывающая направление оси X, зеленая стрелка, указывающая направление оси Y, и синяя стрелка, указывающая направление оси Z.
Не забудьте также использовать настройки слайсера, которые вы собираетесь использовать после калибровки 3D-принтера. Когда все будет готово, напечатайте калибровочный куб, как и любой другой 3D-принтер.
После того как куб будет напечатан, обязательно проверьте, какая сторона соответствует какой оси. Если вы не знаете, какая ось направлена в сторону вашего 3D-принтера, и используете Repetier или Pronterface, вы можете проверить это, вручную перемещая ось X и наблюдая, в каком направлении движется экструдер. Это направление и есть ось X вашего 3D-принтера.
Измерение
Как только калибровочный куб будет напечатан, аккуратно снимите его со стола. Затем с помощью цифрового штангенциркуля измерьте все три стороны калибровочного куба — линейка может оказаться слишком неточной, чтобы быть эффективной при такой точной калибровке. Наконец, запишите эти измерения, а также соответствующую ось для каждого измерения.
Например, если штангенциркуль показывает, что сторона с надписью «X» составляет 20,25 миллиметра, запишите (письменно или в цифровом приложении для заметок), что ось X куба составляет 20,25 миллиметра. Сделайте то же самое для двух других осей.
Расшифровка измерений калибровочного куба
В слайсере выбранный вами калибровочный куб будет иметь заданные длину, ширину и высоту (соответствующие осям X, Y и Z). Обычно эти значения включены в описания отдельных калибровочных кубов, которые вы можете выбрать, но это не всегда так. Если этого нет, то такие программы для 3D-печати, как Repetier, позволяют увидеть и изменить эти значения, нажав либо клавишу «S» на клавиатуре компьютера, либо кнопку «Scale» в меню редактирования объекта при выбранном калибровочном кубе.
Получив эти три теоретических значения, сравните их с результатами измерений калибровочного куба, который вы распечатали. Если они совпадают почти в точности (обычно в пределах 0,025 мм), значит, ваш 3D-принтер откалиброван идеально! Единственное, что вы можете сделать для повышения точности 3D-принтера — это перейти на филамент с более точным допуском.
Иногда одно или несколько измерений не совпадают. Например, вы можете получить фактическое измерение 19,9 мм для стороны, которая должна быть 20 мм. Может быть и более экстремальный вариант: вы получите фактическое измерение 24,4 мм. Если вы попали именно в такую ситуацию, калибровочный кубик продемонстрировал, что 3D-принтер необходимо откалибровать с помощью математики и редактирования G-кода.
Калибровка 3D-принтера
Чтобы откалибровать 3D-принтер, вам нужно использовать серию команд G-кода, чтобы изменить количество шагов, на которое будут вращаться шаговые двигатели 3D-принтера за каждый пройденный миллиметр. Это несложный процесс, но может быть немного утомительным, поэтому обязательно перепроверяйте каждый шаг, чтобы не перепутать цифры и команды.
- Подключите компьютер к 3D-принтеру с помощью кабеля для принтера или другим способом.
- Откройте Repetier или другой слайсер для 3D-печати, который позволяет отправлять G-код непосредственно на 3D-принтер.
- Подключите 3D-принтер к слайсеру 3D-печати. Если вы используете Repetier, нажмите на большую кнопку «Connect» в верхней левой части программы. Затем перейдите к ручному вводу G-кода — в Repetier это находится на вкладке «Manual Control».
- Введите команду M92 и нажмите «Send». В ответ должно появиться число шагов на миллиметр для каждой оси. Это количество мелких инкрементных движений, которые должен сделать шаговый двигатель, чтобы переместить экструдер на расстояние в один миллиметр. Запомните или запишите количество шагов на миллиметр для каждой оси.
- Для каждой оси разделите теоретическую длину калибровочного кубика для этой оси (цифровую длину калибровочного кубика) на фактическую длину калибровочного кубика на той же оси (найденную с помощью штангенциркуля).
- Например, если 20-миллиметровый калибровочный кубик имеет фактическое измерение по оси X, равное 21 мм, это отношение будет равно 20/21, или 0,9523. Запишите это соотношение для каждой оси.
- Для каждой оси умножьте отношение теоретической длины к фактической на количество шагов на миллиметр, которое было возвращено командой M92 G-кода.
- Так, если команда M92 вернула значение «x78.5» (что означает, что шагов на миллиметр по оси X было 78.5), а отношение теоретической длины к фактической было 0.9523, то новое количество шагов на миллиметр будет равно 0.9523 * 78.5.
- В более сжатом виде эта формула выглядит так: для каждой оси новые шаги/мм = старые шаги/мм * (теоретическая длина/фактическая длина).
- Рассчитайте новое значение шагов/мм для всех трех осей.
- Проверьте правильность полученных чисел. Интуитивно понятно, что если фактическая длина куба по определенной оси была слишком мала, то новое значение step/mm должно быть больше предыдущего и наоборот.
- Снова введите M92 в командную строку. Прежде чем нажать кнопку «Send», добавьте буквы каждой оси, а затем новое значение шага/мм, которое вы рассчитали.
- Например, если все новые значения шагов равны 100, команда будет выглядеть как M92 x100 y100 z100.
- Нажмите кнопку «Send» или клавишу ввода. Если вы поймете, что допустили ошибку в расчетах, ничего страшного! Команду M92 можно вводить снова и снова, хотя при каждом использовании команды новые значения, которые вы ввели, навсегда сохраняются в качестве новых шагов/мм для 3D-принтера. Убедитесь, что при последнем вводе команды цифры были правильными, потому что эти цифры не сбрасываются после выключения питания 3D-принтера; они записываются в память принтера до тех пор, пока не будет отправлена другая команда M92.
После выполнения этих шагов 3D-принтер должен быть откалиброван и он должен печатать точно и аккуратно во всех трех измерениях.
Другие проблемы
Хотя калибровочные кубики чаще всего используются для калибровки точности размеров вашего принтера, они могут выявить и другие проблемы, которые можно устранить с помощью различных способов.
Калибровочный кубик может демонстрировать «слоновью ногу», когда нижние часть отпечатка деформированы. В этом случае «слоновью ногу» можно исправить, используя несколько различных проверенных стратегий избавления от «слоновьей ноги». Куб также может демонстрировать призрачность, которая наиболее заметна на волнистых поверхностях, когда они должны быть прямыми. Эту проблему также можно устранить в несколько простых шагов и общее качество печати вашего 3D-принтера значительно повысится.
Надеемся, эта статья продемонстрировала полезность калибровочных кубиков, а также доказала, что они могут быть неотъемлемой частью процесса калибровки. Однако сам калибровочный кубик — это лишь часть процесса калибровки. Если калибровка 3D-принтера вызвала у вас любопытство к командам G-кода, прочитайте нашу статью о командах G-кода, чтобы узнать, чего еще можно добиться с помощью этого языка управления 3D-принтером.
