3d принтер с автокалибровкой стола
Обновлено: 16.05.2024
На днях тут починил наконец грелку в принтере и чорт меня дёрнул до кучи обновить ещё и прошивку. Думаю ну пока уж занялся ремонтом то уж заодно и обновлюсь - дело-то нехитрое. Но не тут-то было - в итоге пришлось изрядно попотеть.
Калибровка термодатчика кровати
Не так давно у меня случилась беда - сгорел силиконовый нагреватель стола 3d принтера от фирмы Keenovo. Вернее не то чтобы совсем сгорел - грел исправно, но при этом жутко вонял и внутри образовалась обгоревшая область. В общем в итоге я не стал искушать судьбу и заменил его на другой, но уже китайский noname. Сегодня занимался калибровкой ну и решил выложить результаты.
3d печать - избавляемся от запаха
Я думаю не секрет, что при 3D печати выделяется запах плавящегося филамента. И даже если это PLA который скорее пахнет, чем воняет всё равно дышать этими испарениями не особо приятно. В случае же с ABS-ом это уже на запах, а жуткая вонь, которая отравляет всё вокруг.
Проблемы с автокалибровкой стола 3d принтера
Неожиданно столкнулся с проблемой автокалибровки стола 3D принтера. Стол откалиброван, но печать идёт без использования данных калибровки. Причём иногда оно всё-таки работало как надо.
Sunhokey Prusa i4 - заменяем нагреватель кровати
Как выяснилось в ходе работы с принтером Sunhokey Prusa i4 нагреватель стола явно слабоват. Мало того, что он изначально грел максимум до 90°С, что позже было исправлено настройкой параметров PID регулятора, так кроме того нагрев производится слишком долго - около 10 минут. Такое безобразие не могло продолжаться вечно и однажды терпение моё лопнуло. Итак решено - нужен более мощный нагреватель.
Бесплатные САПР-ы для 3d печати. Обзор.
Наигравшись с 3D принтером на готовых моделях захотелось чего-то большего. Ну и в связи с этим закономерно встал вопрос - в чём собственно рисовать? Некоторое время перебирал различные программы в поисках оптимума. Серебряной пули пока не нашёл, но решил оформить свои мысли в виде статьи ибо стал уже путаться. Не претендую на истину в последней инстанции - все написанное ниже лишь моё собственное мнение.
Калибровка стола 3d принтера без всяких датчиков
Как известно для качественной печати на 3D принтере необходимо тщательно выровнять поверхность стола. К сожалению сделать это не всегда возможно. Довольно часто стол представляет собой криволинейную поверхность и даже использование стекла не позволяет полностью решить эту проблему. По счастью в последних прошивках Marlin всё больше и больше внимания уделется возможности калибровки поверхности стола. Полностью автоматическая калибровка требует применения дополнительных датчиков, что не всегда доступно, но кроме неё есть возможность калибровки стола в ручном режиме. Именно об этом я и хочу рассказать.
Обновил прошивку Sunhokey Prusa i4 до 1.1.3
На днях вышло обновление прошивки для 3d принтеров Marlin. В связи с этим обновил конфигурацию для Sunhokey Prusa i4.
Первые косяки с новым Marlin-ом
Заливаем свежий Marlin в Prusa I4
По ходу экспериментов с новой Prusa I4 решил разобраться с прошивками для неё. Дело в том, что имею желание подключить к ней датчик уровня и соответственно рано или поздно лезть в прошивку пришлось-бы. К тому-же есть информация, что родная прошивка сильно устаревшая.
Автокалибровка стола в 3D-принтерах
Автокалибровка рабочего стола — это функция, доступная в некоторых FDM 3D-принтерах по-умолчанию, с завода. Кроме того, опытные специалисты могут самостоятельно установить датчик автокалибровки.
Рассказываем в этой статье о том, для чего нужна эта функция, и как её использовать.
Содержание
Зачем нужна калибровка печатного стола
Большинство FDM 3D-принтеров — это устройства, которые требуют активного участия мастера в процессе подготовки к печати. Одной из особенностей аппаратов является необходимость регулярной проверки уровня печатного стола. С течением времени конструкция FDM 3D-принтера может “разболтаться”. И это связано не только с регулировочными винтами стола, но и люфтом абсолютно всех винтовых соединений. Чаще всего это проявляется в вибрациях в процессе печати.
В результате отклонения стола от заданного уровня, расстояние между соплом экструдера и печатным столом меняется, на разное расстояние в разных точках. Это может привести к деформации печатной модели, искажению размеров и пропорций, засорению экструдера (когда сопло вплотную к столу и пластик не может выйти).
Это может быть вызвано отсутствием фиксатора резьбы и плохим качеством винтов регулировки уровня платформы. Также ошибка может быть обусловлена и действиями пользователя, например — если он неравномерно наклеил на печатный стол скотч.
Чтобы избежать проблем, пользователю необходимо проводить регулярную калибровку печатного стола. В бюджетных моделях эта работа выполняется вручную. Для этого стол оснащается регулировочными винтами. Однако на рынке представлены модели 3D-принтеров с автокалибровкой печатного стола, которая значительно упрощает эксплуатацию принтера.
Принцип автокалибровки стола 3D-принтера
Как следует из определения, автокалибровка стола 3D-принтера — это механизм, который позволяет автоматически отрегулировать устройство. Перед началом печати 3D-принтер определяет положение печатного стола относительно экструдера и, при необходимости, регулирует положение сопла при печати.
Как правило, 3D-принтер с автоматическим выравниванием имеет сенсор приближения или контактный концевой датчик на уровне сопла печатающей головки, который «исследует» определенные точки на платформе при запуске процесса автокалибровки. Иногда, снабженный энкодером обратной связи, таким датчиком служит сам экструдер, а его щупом — сопло.
Одно из преимуществ автокалибровки в том, что она позволяет напечатать качественное изделие, даже если на столе есть визуально незаметные неровности. Такая ситуация может возникнуть при длительной эксплуатации аппарата при высоких температурах нагрева печатного стола.
Поскольку 3D-принтер в автоматическом режиме корректирует положение сопла относительно плоскости, сопло всегда находится на оптимальном расстоянии от печатной модели в процессе работы аппарата. Это, в частности, улучшает адгезию слоёв и качество печати.
При использовании непрофессиональных FDM 3D-принтеров, особенно из категории DIY (самосборных, поставляющихся как набор деталей), существуют обширные возможности для апгрейда, в том числе можно установить необходимый для автокалибровки датчик.
Автокалибровка на примере Simplify3D
Рассмотрим настройку автокалибровки на примере использования одной из самых популярных профессиональных программ для 3D-печати — Simplify3D.
Если 3D-принтер имеет функцию автоматического выравнивания печатного стола, то профиль Simplify3D для аппарата должен быть настроен для автокалибровки в начале каждой печати.
Если принтер используется впервые, можете загрузить стандартный профиль Simplify3D для определенного устройства, выбрав в программе пункт «Справка» > «Помощник по настройке». После загрузки профиля нажать «Изменить параметры процесса», перейти на вкладку «Сценарии» и выбрать сценарий запуска. Этот набор команд определяет действия, которые 3D-принтер будет выполнять в начале каждой печати.
Для выполнения автокалибровки 3D-принтера следует внести правки в G-code сценария. Для этого: в начале файла необходимо добавить команду G29, которая сообщает принтеру, что нужно выполнить процесс автокалибровки стола. При этом 3D-принтер должен выполнить стандартную операцию возврата в исходное положение, прежде чем начнет процесс выравнивания, то есть команду G29 необходимо поместить после команды G28 (команда возврата в исходное положение) в сценарии.
Сценарии запуска могут отличаться в зависимости от модели. Существует несколько различных типов команд G28, таких как обычная «G28» (исходная точка координат по всем осям), «G28 X0 Y0» (только исходные координаты по X и Y) или «G28 Z0» (только исходное положение по оси Z). Чтобы сценарий работал корректно, команда G29 должна стоять после самой последней команды G28.
После внесения этих изменений необходимо сохранить новые настройки принтера. Чтобы проверить, были ли изменения успешными, достаточно начать новую печать на 3D-принтере и убедиться, что процесс автокалибровки стола выполняется в начале печати.
Процесс автоматического выравнивания в основном контролируется прошивкой, поэтому точные места, куда перемещается датчик, уже предварительно определены на аппарате. Пользователю остается добавить команду, указанную выше, а принтер выполнит остальное — настроит автоуровень стола.
Итого
Процесс автокалибровки упрощает 3D-печать, поскольку избавляет от необходимости проводить длительную ручную настройку. 3D-принтер с автокалибровкой гарантирует получение качественного результата при каждой печати.
Оснастить датчиком для автокалибровки можно аппарат, на котором не запланирована установка такого компонента, его использование станет возможным после внесения правок в G-code дефолтного сценария. Опытные пользователи с большим опытом могут сделать это самостоятельно, остальным советуем воспользоваться услугами специалистов. Такой апгрейд достаточно быстр и стоит недорого.
Как настроить 3D-принтер
Всем привет! С вами Top 3D Shop и в очередном обзоре мы рассказываем о том, как настроить 3D-принтер.
Если вы стали обладателем 3D-принтера или вам потребовалось освоить аддитивные технологии для работы, читайте наши рекомендации по настройке принтера и успешной печати первых моделей.
Подключение 3D-принтера
Прежде, чем подключить собранный 3D-принтер к электросети, нужно проверить, сняты ли транспортные фиксаторы. Оставленные стяжки на ремне могут привести к поломке принтера.
В зависимости от модели, пользователям доступны различные способы печати: с SD-карты, с USB-флешки, со стационарного компьютера с проводным подключением, по Wi-Fi или через Ethernet, а в большинстве случаев — разные сочетания этих возможностей. Многие модели предлагают 2-3 способа печати.
Сравним печать с SD-карты и со стационарного компьютера или ноутбука.
Оба способа имеют достоинства и недостатки. Печать с компьютера нагляднее, кроме того — можно вносить изменения непосредственно в процессе печати. При работе с SD-карты на печать не влияет загруженность компьютера и исключено случайное отключение USB-провода, соединяющего принтер с компьютером. Печать с SD-карт более надежная, но нередко приходится сталкиваться со сбоями при их чтении. При печати через Wi-Fi также возможны трудности, обычно связанные со стабильностью приема сигнала принтером. Подробнее, о печати на 3D-принтерах с разным типом передачи данных, возможных сложностях и их решении читайте в одной из ближайших статей.
Самый надежный вариант — предварительное копирование файла во внутреннюю память принтера, куда он может передаваться любым из названных способов (обычно — по проводному соединению или через Wi-Fi, но может и с носителя), как, например, в принтерах фирм Raise и Phrozen.
При печати с ноутбука или стационарного компьютера принтер нужно подключить к ним с помощью USB-кабеля. Когда операционная система определит принтер как новое устройство, начнется автоматическая установка драйверов для вашего принтера. Если установка драйверов не происходит автоматически, драйвера нужно скачать из интернета под вашу операционную систему или установить с носителя, шедшего в комплекте с принтером.
Для печати с SD-карты — в соответствующий разъем принтера помещается карта с записанными на нее файлами 3D-объектов. Как правило, в комплекте с принтером поставляется SD-карта с несколькими файлами тестовых моделей.
Подробнее о печати с других носителей читайте в статье “Как печатать на 3D-принтере с компьютера, с SD-карты, по Wi-Fi, по локальной сети”, которая скоро выйдет. Следите за обновлениями!
Программное обеспечение для 3D-принтера
Используемое в 3D-печати программное обеспечение представлено на рынке достаточно широко. Существует масса платных и бесплатных программ для 3D-моделирования, редактирования моделей, слайсинга. Одни из них интуитивно понятны и подходят новичкам, в других могут разобраться только профессионалы.
Обзор самых популярных, зарекомендовавших себя с лучшей стороны программ для моделирования, обработки и печати объемных объектов читайте здесь.
3D-моделирование и форматы файлов
Не все скачанные файлы бывают корректными, иногда модели требуют “лечения” — исправления ошибок. Макетная сетка должна быть герметичной, т.е. необходимо проверить наличие пространства там, где оно запланировано и отсутствие дыр там, где их быть не должно. Также должны отсутствовать самопересечения, “висящие” точки, микронные зазоры, должны быть правильно расположены нормали.
В Windows 10 есть предустановленное приложение для просмотра и простейшей обработки 3D-объектов: ранее это был 3D builder, в более поздних версиях — Paint 3D. Эта программа подойдет начинающим пользователям.
Несмотря на то, что “вылечить” модель можно во многих слайсерах, лучше пользоваться узкоспециализированным ПО.
Два наиболее используемых формата файлов в 3D-печати — файлы с расширением .STL и .OBJ. Перед печатью они, с помощью программ-слайсеров, преобразуются в распознаваемый принтерами управляющий G-код.
Слайсеры — программы, которые разбивают 3D-модель на слои, состоящие из контура с заливкой или без нее. От процента заливки зависят прочность и вес модели. Пустотелая модель значительно быстрее печатается, требует меньше материала и меньше весит, но страдает максимально сниженной прочностью. Модель со стопроцентной заливкой, напротив, максимально прочна, но расходует намного больше материала и печатается несравнимо дольше — тут важно соблюсти равновесие, — оптимальное заполнение моделей разного размера и для разных целей будет очень разным.
Чаще всего новичками используется программное обеспечение, идущее в комплекте с принтером, либо универсальные программы для слайсинга: бесплатные Repetier Host и Ultimaker Cura, или платная — Simplify3D.
Если вам трудно определиться с выбором ПО, то читайте наш актуальный обзор здесь.
Калибровка 3D-принтера
Прежде, чем начать печатать, принтер надо откалибровать. Как правило, в инструкции к принтеру написано как это сделать.
Расскажем подробнее о калибровке FDM-принтеров, так как именно их чаще всего выбирают для знакомства с 3D-печатью, в связи с доступностью и дешевизной самих принтеров и материалов для печати на них.
Калибровка стола
Механическая калибровка принтера, работающего по технологии FDM, это выравнивание плоскости стола, то есть платформы печати.
Цель калибровки — такое расположение платформы, при котором плоскость движения экструдера по осям XY параллельна плоскости поверхности стола. Последовательность действий при калибровке отличается от модели к модели, для уточнения читайте инструкцию. Обычно калибровка сводится к подкручиванию четырех регулирующих винтов по краям платформы.
В такой калибровке есть один минус — середина стола остается не откалиброванной. Данная проблема актуальна для недорогих принтеров, где встречается неровная поверхность платформы. Для проверки центра платформы можно отпечатать первый слой нескольких моделей, расположенных по краям и в центре стола.
При нагревании стол подвергается температурному расширению, что неизбежно приводит к деформации. Если первый слой пропечатывается и не отлипает, то проблемы с неровным столом решаются подбором параметров печати первого слоя: низкая скорость (15мм/с), температура чуть выше, подача пластика повышенная, если большой зазор, и пониженная, если зазор маленький.
Если стол настолько неровный, что по углам печатает нормально, а в центре — либо слишком высоко над столом, либо упирается в стол, то рекомендуется закрепить на столе стекло и печатать на нем.
Помимо калибровки, необходимо задать рабочий ноль — высоту сопла над столом, с которой будет начинаться печать (z=0). Эта высота примерно равна высоте слоя (толщине листа бумаги). Но зависит также от параметров пластика. Более текучие пластики (такие как ABS) требуют меньшей высоты, более вязкие (такие как Petg) — большей.
У некоторых моделей 3д принтеров задание рабочего нуля — это одна процедура с калибровкой, у других отдельная. В последнем случае действуйте по инструкции к конкретной модели.
Калибровку стола необходимо проводить не только перед первой печатью, но и после перемещения принтера с места на место, а также при возникновении проблем при печати, либо если при снятии принта пришлось применить силу и прижимные винты могли расшататься.
Автокалибровка стола
Автокалибровка печатного стола проводится с помощью щупа, зонда или аналогичных приспособлений (иногда щупом служит само сопло печатающей головки, если конструкцией предусмотрен соответствующий датчик). Они соприкасаются с поверхностью стола в заданных в прошивке точках. Таким образом принтер выстраивает виртуальную плоскость с учетом неровностей. Чаще всего эта плоскость не совпадает с реальной горизонтальной плоскостью стола, но рассчитанные допуски позволяют печатать модели с ровным основанием.
Настройка параметров
Когда произведена механическая калибровка, необходимо подобрать оптимальные параметры для первоначальной печати. Их можно настраивать вручную, а можно воспользоваться популярной в сети утилитой калибровки 3D-принтеров.
Материалы
В качестве материала печати на FDM-принтерах используется пруток — пластиковая проволока в катушке, также известная как филамент или нить. Самые популярные филаменты — ABS и PLA.
Модели из ABS более прочные, рассчитаны на использование в механизмах, могут подвергаться трению и воздействию окружающей среды. Для прототипирования, макетирования, дизайнерских объектов больше подойдёт пластик PLA.
Чтобы больше узнать о материалах для 3D-печати, читайте:
а также отдельные подробные статьи по разным материалам: PLA, ABS, HIPS, ULTEM, PETG, RUBBER, полиамид (нейлон), FLEX.
Первая печать
После того, как принтер прогрет и настроен, можно начинать печать. В качестве первой модели пользователи часто выбирают одну из тестовых: кубик, кораблик 3D Benchy или температурную пирамиду.
Чтобы напечатанная модель держалась на печатном столе, не отлипала и не деформировалась во время печати, необходимо, чтобы первый слой модели хорошо прилип к столу. Процесс прилипания модели к столу называется адгезией, а отклеивание или расслоение — деламинацией.
Для достижения хорошей адгезии первый слой рекомендуется печатать с меньшей скоростью, чем последующие слои. Так пластик успевает лучше прилипнуть к поверхности стола. Кроме того, желательно делать его толще, чтобы компенсировать неровности стола или лежащей на нем подложки.
Для достижения хорошей адгезии пользователи собрали огромный список “народных методов”. Чтобы модель не отклеивалась, используют: малярный или синий скотч, термостойкую ленту kapton, клеевой карандаш или клей ПВА, лак для волос, пиво или колу, раствор ABS или PLA в ацетоне, адгезивные и самоклеющиеся пленки, стекло или зеркало.
Кроме того, есть еще несколько вспомогательных способов для хорошей адгезии: печать рафтов, кантов или полей и юбок. Raft (плот) — это специально напечатанная подложка, которая располагается под изделием. Однако рафт портит поверхность модели. Brim (поля или канты) печатаются по периметру объекта печати, не соприкасаясь с основанием. Их легче отсоединять от модели, чем рафты. Юбка, skirt — это brim, который не соприкасается с объектом и находится от него на расстоянии. Печать юбки служит, в первую очередь, для проверки работы принтера. Печать высокой юбки защищает модель от сквозняков и неравномерного остывания.
Печать с поддержками
При сложной геометрии модели в программах-слайсерах генерируются специальные поддержки для нависающих элементов. Несмотря на то, что поддержки портят соприкасающиеся с ними поверхности (если печатаются из того же материала), надо понимать, что без поддержек нависающие элементы напечатать нельзя — они провиснут и модель потеряет форму. Печать без поддержек допустима для стенок с углом наклона не более 70 градусов.
В принтерах с двумя и более экструдерами поддержки можно печатать из материала, растворитель которого не взаимодействует с материалом основной модели, например из PVA (растворяемого водой) или HIPS (растворяемого D-лимоненом). Это позволяет убрать поддержки максимально аккуратно, не оставляя следов на поверхности, без необходимости механического удаления и последующей зачистки.
Проблемы печати и их решение
Проблем, связанных с освоением 3D-печати, очень много: начиная со сборки принтера, и заканчивая некорректно напечатанными моделями. Обратим ваше внимание на несколько моментов.
При выборе модели необходимо соотносить дизайн с размерами принтера. Некоторые модели целесообразно напечатать частями и склеить.
При выборе модели нужно учитывать условия ее эксплуатации. Неразумно печатать формы для выпечки из материалов, температура плавления которых 105-150 ℃, когда температура духовки около 200 ℃, также нельзя печатать контактирующие с пищей изделия из токсичных пластиков.
Не все нужно печатать. Некоторые вещи проще изготовить из подручных материалов, чем тратить время на моделирование, печать и постобработку.
Не всегда удается сразу подобрать правильную температуру печати, она может отличаться у материалов разных производителей, кроме того — терморезисторы в разных принтерах имеют разную чувствительность. Именно для подбора температуры печатают температурные пирамиды и их аналоги.
Также читайте в нашем блоге отдельную большую статью по решению возникающих при 3D-печати проблем: «Проблемы 3D-печати и их устранение», которая выйдет в ближайшее время.
Заключение
Как можно понять из статьи, для успешного освоения 3D-печати понадобится некоторое количество времени. Поначалу может показаться, что нюансов и тонкостей слишком много, но они легко запоминаются и, при некотором навыке и практике, не представляют особой сложности. Главное условие — желание и увлеченность.
Новинка для RepRap или автобэдлевел точно в цель
Важной особенностью при 3D печати по технологии FDM является точная установка зазора между поверхностью (стол), на которой возводится напечатанная модель и соплом экструдера из которой подается расплавленный пластик. Если этот зазор больше необходимого, то первый слой расплавленного пластика может просто не прилипнуть к столу и вместо готовой модели вы получите комок пластика, висящий на экструдере. Если зазор очень маленький или вовсе отсутствует, то в лучшем случае вы получите не корректные размеры модели по высоте и утолщение модели в нижней части, прилегающей к столу. В худшем, печать просто не начнется. Подающая шестерня проточит канавку на пластиковой нити или нить пластика согнется между хотэндом и подающей шестерней и будет разматываться мимо).
Для установки этого зазора существует несколько технических(и не очень) решений. Например:
— Подкладывание листа бумаги, и установки начальной точки пока бумага не станет двигаться между соплом и столом с легким усилием.
— Использование микровыключателя, который нажимается при приближении экструдера к столу. Вместо микровыключателя иногда используют оптический датчик, что так же немного добавляет точности к измерениям.
— Емкостной датчик приближения.
Но все они имеют недостатки. Микровыключатель и емкостной датчик удалены на некоторое расстояние от сопла экструдера, и так же требуют калибровку высоты относительно уровня экструдера. Лист бумаги, мягко говоря, не технологичен, и с его помощью невозможно использовать функционал автобедлевела (измерение кривизны стола).
На моем Prusa Mendel i2 постоянно возникала необходимость установки высоты первого слоя после печати длительностью более часа. А когда принтер постоит без дела, приходилось опять корректировать высоту. Предполагаю, что при длительной работе принтера конструкция прогревалась и изменяла свои размеры, тем самым увеличивалась высота первого слоя. Т.к. после длительной работы необходимо было уменьшать высоту, а после остывания ее увеличивать.
Применив такой автолевел, я полностью избавился от «плясок с бубном» возле принтера при печати первого слоя.
Предлагаю «рукастым» обладателям 3D принтеров повторить мое решение.
Мной был разработан и успешно опробован на принтере Prusa Mendel i2, более точный метод установки расстояния между соплом экструдера и столом. Который основан на измерении силы прижима сопла экструдера к столу при помощи тензометрического датчика. Опытные пользователи и конструкторы ЧПУ скажут, что этот способ уже опробован и погрешность такого измерения будет зависеть от температуры окружающей среды, но поверьте (мне на слово, пока не дочитаете до конца), в данном решении нет зависимости от температуры.
Для повторения конструкции необходимо не так много:
— Тензометрический датчик.
— Усилитель сигнала с АЦП.
— 3D-принтер и немного пластика для печати некоторых элементов конструкции.
Первые 2 пункта стоят “копейки”: в Китае 200руб. (16.04.2015) или в России, естественно дороже. А наличие или приобретение в ближайшее время третьего пункта подтверждается тем, что вы еще читаете этот текст.
Время, необходимое на доработку принтера — не более одного вечера. Конечно, не считая времени, потраченного на печать элементов крепления при помощи 3D принтера.
А теперь подробности.
Для прототипа мной был использован тензодатчик из китайских бытовых кухонных весов, но аналоги таких датчиков можно приобрести в России.
Что же такое тензодатчик и как он работает?
Тензометрический датчик (тензодатчик; от лат. tensus — напряжённый) — датчик, преобразующий величину деформации в удобный для измерения сигнал (обычно электрический):
Датчик, который я использовал, представляет из себя небольшой алюминиевый брусок 12,8 х 12,8 х 65мм, на двух его гранях приклеены 4 тензорезистора (резистор изменяющий свое сопротивление от величины растяжения). Эти резисторы соединены в мост Уинтстона. На вход этого моста подается напряжение, обычно 3-30 вольт, а на выходе мы получаем небольшое изменение напряжения от приложенного давления (искривления этого бруска) в пределах 0,7милливольт на 1 вольт подаваемого на вход. Но такие маленькие изменения напряжения невозможно измерить сразу при помощи микроконтроллеров, используемых в большинстве 3D принтеров.
К нам на помощь приходит небольшая и очень простая в использовании микросхема HX711 для усиления этого сигнала. Преимущество ее в том, что она не только усиливает, но и оцифровывает показания. Которые мы и считываем при помощи микроконтроллера принтера.
Приобрел микросхему уже вместе с необходимой обвязкой:
Для того, чтобы измерить силу давления создаваемое при прикосновении к столу хотэндом, нужно закрепить сопло экструдера на тензодатчике, или в другом варианте сделать из стола весы.
Я выбрал вариант с установкой датчика на экструдере.
В моей реализации это выглядит так:
Радиатор хотэнда закреплен на одном конце датчика при помощи напечатанного крепления (на рисунке красный). Второй конец датчика прикручивается к каретке экструдера. Крепление датчика к экструдеру не должно касаться корпуса каретки или шагового двигателя.
Процедура калибровки и поиск нулевой точки по оси Z (homing) должна производиться на разогретом экструдере. Так как измерение усилия датчика происходит с небольшой задержкой необходимой для оцифровки напряжения и передачу его управляющему контроллеру, то измерение производится 2 раза с разной чувствительностью датчика:
Измерение сильного давления (200-500 грамм), при этом стол немного но заметно прижимается экструдером. В этот момент происходит выдавливание «соплей» пластика, которые могут содержаться на экструдере или на столе.
Подъем на небольшое расстояние и повторное, точное измерение (10-50 грамм), происходит легкое, и очень точное касание экструдером стола.
В живую работает это так:
Но как позже оказалось, пришлось ее немного переписать.
Схема подключения датчика к ардуине, простая до безумия, нужно просто соединить 8 проводков к платке с АЦП.
4 к тензодатчику:
E+ красный
E- черный
A- зеленый
A+ белый
И 4 к RAMPS(шилд для ардуины):
GND Земля
DT D4 пин ардуины
SCK D5 пин ардуины
VCC +5v
Пины на плате предназначены для подключения сервоприводов и находятся рядом.
Приобрести датчик и микросхему АЦП с необходимой обвязкой можно на всем известных торговых площадках.
Датчик ищется по ключвым словам «load cell 5kg».
Микросхему можно найти по ее наименованию HX711.
DiyTronic
Добавляем поддержку автокалибровки в прошивку
Включаем поддержку ручной калибровки
Задаём опции сетки
Внимание! Не использовать больше 7 точек на ось. Это ограничение прошивки.
Добавляем пункты в меню принтера
Скрипт выполняемый после калибровки. Тут по умолчанию какие-то телодвижения экструдером, не факт что они нужны. Не уверен на этот счёт.
После этого заливаем обновлённую прошивку.
Калибруем стол
Для ручной калибровки используется так называемый Mesh Bed Leveling (MBL). Т.е. способ калибровки по массиву точек. Соответственно поверхность стола разбивается на сетку и по узлам сетки производятся замеры Z координаты перемещением вручную оси Z. Собствено для измерения нужен только лист бумаги и прямые руки.
В каждой точке под сопло экструдера подкладываем лист бумаги и движением оси Z (либо посылая специальную G команду через ПО с компьютера, либо через меню принтера) добиваемся такого состояния когда лист под экструдером ещё можно свободно двигать, а уменьшение положения экструдера на один шаг уже мешает листу перемещаться. После этого текущая точка записывается и продолжаем со следующей и так до конца.
В конце процесса, когда все точки измерены, записываем результаты в энергонезависимую память принтера и собственно этого достаточно. В дальнейшем не нужно настраивать поверхность перед каждым использованием — будут использованы сохранённые значения.
По умолчанию для калибровки используется сетка 3×3 т. е. 9 точек, но при желании можно задать в прошивке другое количество (не более 7 на ось, т. е. не более 49 всего).
Для дополнительного увеличения точности калибровки можно перед её выполнением разогреть стол и экструдер до рабочих температур. Это позволит учесть и скомпенсировать температурные расширения.
Через внешнюю программу
Для калибровки стола есть специальная команда G29
- G29 S0 читаем текущие значения точек в памяти принтера.
- G29 S1 перемещение принтера в первую точку для начала процесса настройки. Фактически принтер сначала паркуется в исходное положение, потом переходит к первой точке.
- G29 S2 записываем текущую точку и двигаемся к следующей
- Повторяем процесс для всех точек
- Используем команде M500 для записи измеренных величин в память принтера
Через меню принтера
Выбираем в меню Presets следующие пункты
После чего видим на экране следующую надпись и наблюдаем как принтер паркуется в домашнюю позицию
Затем принтер предлагает нам кликнуть по энкодеру.
После клика экструдер переходит к первой точке
И мы видим регулировку оси Z.
Далее двигая рукоятку энкодера выставляем требуемый зазор как было описано выше.
Кликом по энкодеру сохраняем значение и перемещаемся к следующей точке. Повторяем калибровку каждой точки (всего их 9 штук). После последней точки принтер выполнит парковку и покажет нам следующее:
На этом процесс калибровки можно считать законченым и нужно сохранить настройки в память принтера.
В моём случае даже такая ручная калибровка позволила существенно улучшить качество печати. Причём заметно невооружённым взглядом. Дополнительным бонусом стало то, что перестал мазать стекло клеем для лучшего прилипания — в связи с тем, что после калибровки принтер учитывает неровности стола первый слой теперь укладывается абсолютно ровно и прилипает просто отлично. Опять же это сразу видно. Раньше из-за неровностей одна часть прилипала хуже и в результате без покрытия клея модель отваливалась.
В общем крайне рекомендую сделать калибровку если вы её ещё не сделали. Как минимум не будет хуже и почти наверняка результаты печати значительно улучшатся.
Читайте также: