Калибровочный кубик XYZ для проверки 3D печати

Калибровочный кубик XYZ для проверки 3D печати

Обычный FDM-принтер при первой печати способен выдавать такие формы, которым будут завидовать художники скульпторы из сферы абстракционизма. Но паниковать и переживать по этому поводу не стоит – нужно лишь откалибровать ваш 3Д принтер и сделать это совсем не сложно.

Верные помощники в определении проблем с 3Д принтером – калибровочные кубики. Эти модели отличаются простотой. Они представляют собой обычные кубы, грани которых украшают литеры X, Y, Z. По идее калибровочный кубик – это первое ваше печатное изделие, если вы подходите к делу с умом. Такой подход поможет сберечь нервы и материал.

Для чего нужны калибровочные кубики

Калибровочный кубик характеризуется точно заданной длиной сторон. Благодаря этому факту можно сравнивать заданные параметры с полученными, выявляя отклонения. Для этого потребуется всего лишь штангенциркуль.

В целом печатать калибровочные кубики можно в любое время. Однако нужно это сделать во время первого запуска, чтобы избежать проблем. Особенно важно, если вы собрали 3Д-принтер самостоятельно, то есть сборка изначально не является заводской.

Также калибровка нужна после усовершенствований, техобслуживания устройства. К таким операциям можно отнести подтяжку ремней, замену деталей и т.п.

Главная задача калибровочных кубиков – выявить проблемы с кинематикой. Они могут появляться при длительной работе. Таким образом, если вы заметили, что ваш 3Д принтер стал печатать хуже, у вас есть подозрения на неполадки в механике, то все, что нужно – напечатать калибровочный кубик. Причем сделать это нужно будет два раза. Первый будет диагностическим, а второй контрольным, после внесения изменений.

Калибровочный кубик позволяет выявить не только проблемы с механикой, он также подскажет, что неправильно подобраны настройки печати. К примеру, недостаточная или избыточная экструзия, неправильный баланс между температурой хотэнда и скоростью подачи филамента.

Диагностика и устранение разных дефектов – это тема для отдельной статьи. А сейчас мы остановимся именно на калибровке системы позиционирования.

Для начала нужно подготовиться:

• заправить выбранный филамент;
• выставить температуру в соответствии с рекомендациями производителя;
• обязательно выполнить юстировку столика;
• правильно выставить дистанцию между столом и соплом, так называемый «ноль»;
• напечатать первый слой – если он ложится ровно, то все хорошо, можно продолжать печать.

Проверка того, насколько точно работают шаговые двигатели FDM-принтера, используя калибровочный кубик, – несложный процесс, но нужны будут силы, а также некоторые инструменты.

Что потребуется?

Данная проверка будет работать на только на 3Д принтерах с кинематикой H-Bot или CoreXY, а также устройствах с картезианской или прямоугольной системой координат. Это Ultimaker, Prusa, MakerBot. Ничего не получится с калибровой при помощи кубика на дельта-принтерах, поскольку эти системы подразумевают наличие нескольких моторов для каждой оси.

Для работы вам нужен будет софт, который отправляет G-код на 3Д принтер напрямую. Проще всего сделать это с помощью Repetier, который мы и рассмотрим в качестве примера. Этот слайсер будет предпочтительнее иных, куда более популярных, так как отправляет G-код напрямую и в режиме реального времени. К примеру, та же широко востребованная Cura, без спецрасширений на такое не способна.

Далее отметим вопрос выбора пластика. Идеально для этой цели подходит PLA, так как он неприхотливый, отличается низкими показателями усадки и небольшой температурой экструзии. А чем меньше будет процент усадки, тем более точными будут данные, ведь погрешность будет низка.

Если вы сомневаетесь в своих математических способностях или не хотите тратить время на подсчеты, то возьмите калькулятор. А для измерений вам будет нужен штангенциркуль. Линейка или измерительная лента в данном вопросе не подойдут, так как измерения должны быть максимально точные.

Печатаем калибровочный кубик

Выберите те настройки, на которых вы собираетесь печатать в дальнейшем. Речь идет о скорости, толщине слоя и пр.

Есть важный момент при печати кубика, на гранях которого изображены литеры X, Y и Z – нужно убедиться в слайсере, что все грани выставлены параллельно соответствующим осям. Это нужно, чтобы можно было судить о проблемах в том или ином направлении. Обычно модель автоматически импортируется в правильном положении, но проверка не будет лишней. В программе оси X соответствует стрелка красного цвета, Y – зеленого, Z – синего.

Чтобы кубик правильно отразил работу по оси Z, очень важно тщательно выровнять столик. Иначе показатели позиционирования будут неверными.

Когда кубик будет уже напечатан, посмотрите и убедитесь, какая сторона какой оси соответствует. Если вы пока не понимаете, где какая ось, то можно в Repetier подвигать ось Х, наблюдая при этом как двигается экструдер. Именно в этом направлении будет проходить ось Х.

Проверка

Итак, вы напечатали калибровочный кубик. Его нужно аккуратно снять со столика и при помощи штангенциркуля измерить все стороны. Полученные данные сверяются с заданными параметрами, которые можно найти в описании к кубику или непосредственно в программе. В Repetier заданные параметры можно найти во вкладке масштаб (Scale), что располагается в меню редактирования модели. Допускается погрешность не более 0,025мм. Если вы получили такие, практически точные соответствия, то 3Д принтер не нуждается в калибровке.

Полученные вами измерения могут не совпадать как в одном, так и в нескольких местах. К примеру, сторона должна быть 20мм, а получилась 19,9мм. Иногда встречаются куда более критические расхождения. В любом случае при обнаружении отклонений величиной более 0,025мм, необходимо провести калибровку. И вот тут-то и потребуется математика и редакция G-кода.

Процесс калибровки

Для калибровки 3Д принтера нужно воспользоваться серией команд G-кода. Главная задача – изменение числа шагов двигателей на 1мм по каждой из осей.

Процесс только кажется сложным, на самом деле он может быть несколько скучным и утомительным, что может повлечь ошибки. По этой причине необходимо тщательно проверять все шаги. Нередко люди путают команду и число.

Инструкция будет следующей:

• 3Д принтер нужно подключить к компьютеру;
• воспользуйтесь Repetier или другим слайсером, который отправляет код напрямую на 3Д принтер;
• подключитесь в программе к 3Д принтеру;
• в ручном режиме вам нужно будет ввести команды, поэтому выберите режим «ручное управление»;
• вбейте команду М92 и выберите отправить – у вас отразится число шагов двигателя на миллиметр по каждой из осей (X, Y, Z), эти значения вам нужно зафиксировать (можно записать);
• параметр под литерой Е вам не нужен, он касается подачи филамента;
• проведите для каждой оси расчет: поделите величину заданного параметра на полученный (к примеру, у кубика сторона должна была быть 20мм, а получилась 21мм, нужно 20 / 21 = 0,9523);
• для каждой оси нужно умножить данные, полученные в шаге 5 (то, что записали) на величину, полученную в шаге 7 (к примеру, по команде М92 вы получили значение Х=78,5, нужно 78,5х0,9523=74,5) – вы получите три значения (X, Y, Z) – это будет количество шагов, которые должен сделать двигатель по конкретной оси, чтобы получить точные грани;
• нужно обновить прошивку – введите снова команду М92 и скорректируйте код перед отправкой. Для этого нужно ввести правильно данные, например такого вида, М92 x74,5 y80,08 z100,3 – это значит, что полученные вами новые значения были соответственно 74,5 шагов по оси Х, 80,08 шагов по оси Y и 100,3 шага по оси Z;
• остается только нажать отправить – все калибровка завершена.

Если вдруг вы совершили ошибку – ввели цифры неправильно, то можно снова ввести команду и внести исправления.

Чтобы убедиться, что калибровка выполнена корректно, нужно напечатать контрольный кубик и снова выполнить замеры.