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DIY的3D打印机校准

(2014-12-30 08:40:51)
标签:

股票

分类: 3D打印机
【导读】一个DIY的3D打印机在开始打印前应该做各项校准,同时校准也可以验证你所购买来的3D打印机各项性能是否达标,假如略过这一步骤,将直接导致打印失败。下文作者总结一些3D打印机校准的知识。

【转载请注明出处】

   通用校准:

    1.框架稳定正确摆放。

    2.同步皮带是紧绷的。

    3.加热床与挤出机喷嘴的运动面都是水平的。

   4.送丝线卷轴自由不会给挤出机造成太大的阻力。

   5.确认步进电机没有松动,安装位置水平。

   6.固件设置是正确的,包括轴运动速度和加速度,温度控制和检测正常,限位正常,电机旋转方向正确。

   7.挤出机校准。控制挤出10mm对应实际送丝测量得到的也是10mm。这一点务必要保证,假如送丝过长会导致气泡或模型溢出,过少会导致夹层附着力差。


   准备工作:

   原文地址:http://reprap.org/wiki/Triffid_Hunter's_Calibration_Guide

   1.一个能够精确测量100mm的工具,推荐使用游标卡尺。

   2.一个能够精确测量0.5mm宽的工具,同样推荐使用游标卡尺。

  3.知道你所采用的步进电机每转步进数steps = 360 / angle, 因此 1.8° = 200 steps, 0.9° = 400 steps

  4.知道你步进驱动电路的步进细分设置,大多数板子是16细分,也有些板子是32细分。

  5.知道你传动滑轮齿数,大多数采用10齿或12齿。

  6.知道你的皮带节距,注意XL和T5皮带长得一样,可是他们是不一样的。

  7.知道你的挤出机齿轮齿数或齿轮比。

  8.移除机器上带带反弹的部件。

  9.用这个计算器:XY and E steps, layer heights, and acceleration (此处鸣谢MakerLab的中文翻译版)


   初步校准:

  水平:移动挤出喷头沿成型体积最大边沿运动,观察平台与喷头的距离应当保持相同。如果不同,调节旋钮使其距离一样(参见关于水平校准)。

  各运动轴:通过上位机控制软件或机器液晶模块操作移动XYZ轴100mm,用尺子测量实际的移动距离,假如不一致,需要修改固件中控制电机每秒的秒冲数(参见下文)。

  挤出机校准:加热到耗材目标温度,通过上位机控制软件或机器液晶模块操作送丝10mm,大概估算挤出的实际长度是否与操作的值的一直,不一致通用修改固件中控制电机每秒的秒冲数(参见关于挤出机校准)。

  耗材温度: 设置加热稳定,手动送丝后喷头出丝顺畅。



固件中电机每秒的秒冲数的计算方法:


  XY轴步进:

   假如你使用的是皮带+滑轮,Jenny传动计算器可以准确的计算出电机,同步轮和同步带的特征,各轴需要的步进脉冲。

   基本公式是这样的:

  XY 轴steps_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) / (belt_pitch * pulley_number_of_teeth)

  motor_steps_per_rev:步进电机每转步数 (1.8角度的电机为200步,0.9角度的电机为400步)

  driver_microstep:驱动电路细分 (RAMPS1.4 最大细分为16)

  belt_pitch:同步带齿间距(MXL间距为2.032mm)  pulley_number_of_teeth:同步轮齿数   通用例子:

    // NEMA 17 motor with T2 belt and 20-tooth pulley:   (200 * 16) / (2 * 20) = 80.0   
  // NEMA 17 motor with T5 belt and 8-tooth pulley:   (200 * 16) / (5 * 8) = 80.0  
  // NEMA 17 motor with XL belt and 8-tooth pulley:   (200 * 16) / (5.08 * 8) = 78.74

  Z轴步进
   
   大多数的RepRap 3D打印机Z轴采用丝杆,首先你要知道传送到Z轴丝杠上的圈数,然后根据螺距来确定垂直距离。
     

 计算运动旋转轴的基础公式:

 
  Z轴 steps_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) / thread_pitch

     motor_steps_per_rev:步进电机每转步数 (1.8角度的电机为200步,0.9角度的电机为400步)

    driver_microstep:驱动电路细分 (RAMPS1.4 最大细分为16)

     thread_pitch :丝杆螺纹间距(Ultimaker M12 螺距3mm)   


 通用案例:

   // NEMA 17 with standard pitch M5 threaded rod:   (200 * 16) / 0.8 = 4000  
   // NEMA 17 with standard pitch M8 threaded rod:   (200 * 16) / 1.25 = 2560  
   // NEMA 17 with SAE 5/16" threaded rod. It has 18 threads per inch (25.4mm / 18):   (200 * 16) / (25.4 / 18) = 2267.7165355

 而有些3D打印机的Z轴是通过滑轮皮带连接到丝杆,只要滑轮直径相同上面的公式任然成立,但是滑轮直径不同需要最终结果上乘以这个比例,例如,半杆滑轮的计算结果需要乘以2.
  


  E轴步进
  

   基本公式:  
   e_steps_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) * (big_gear_teeth / small_gear_teeth) / (hob_effective_diameter * pi)

  motor_steps_per_rev:步进电机每转步数 (1.8角度的电机为200步,0.9角度的电机为400步)

  driver_microstep:驱动电路细分 (RAMPS1.4 最大细分为16)

  big_gear_teeth:大齿轮的齿数


   small_gear_teeth:小齿轮的齿数


  hob_effective_diameter:挤出螺杆直径

  pi: 3.1415926
  通用案例:
   // Classic Wade with a 39:11 gear ratio(200 * 16) * (39 / 11) / (7 * 3.14159) = 515.91048
   // Gregstruder with a 51:11 gear ratio(200 * 16) * (51 / 11) / (7 * 3.14159) = 674.65217
   // Gregstruder with a 43:10 gear ratio(200 * 16) * (43 / 10) / (7 * 3.14159) = 625.70681
   // MK7 Direct Drive with 2engineers 50:1 planetary gear motor(48 * 16) * (50 / 1) / (10.56 * 3.14159) = 1157.49147


关于挤出机校准:

误区提醒:G-code挤出相关的指令,所控制的挤出长度是指耗材进入送料机的长度,而非耗材挤出喷头的长度。

校准步骤1:为了不让费耗材,可以将送料管的加热端拔出。

校准步骤2:送料机送入一段耗材丝,卡紧。

校准步骤3:选择送料机进的耗材口位置作为起点,在耗材丝的120mm处做一个标记。

校准步骤4:控制打印机送丝100mm。

校准步骤5:测量耗材进口到刚才做标记的实际距离,假如超过20mm,说明送丝过少,假如不到20mm,说明送丝过多。

校准步骤6:计算公式

new_e_steps = old_e_steps * (100 / distance_actually_moved)

校准步骤7:将您的得到的这个new_e_steps重新写入固件。

校准步骤8:再此验证校准,直到理论值接近实际值(一般96-104mm都在可接受范围内)。




关于水平校准

把你的打印机Z轴设置为0的时候,在Z平台和喷头之间应该可以放进一张A4打印纸张,这是最快速有效的水平校准方法。


关于挤出温度


每一种耗材,都有它适合的打印温度,同样是PLA耗材,原色半透明的PLA能在180度左右打印出非常好的效果,而不透明的PLA耗材能在165度左右打印出非常好的效果。

由于每台机器的热敏电阻或其他测温元件的测量误差也会导致温度设置不同。

这里提供一套方法让您的打印机找到对应的耗材所适合的打印温度。


   进一步校准:

   英文原文地址:https://github.com/alexrj/Slic3r/wiki/Calibration

   在上一步的校准基本正确以后下面做更精确的校准,

   打印一个简单的围墙立方是个很好的方法,例如这个模型:【wall_40*10.stl

    1.打印之前的软件设置

       耗材直径,请用游标卡尺正确度量耗材直径。得到的结果填在切片软件中

       喷嘴直径,这个不用精确测量,参考卖家提供的直径。比如0.4mm

       挤出倍数设置成1,也有些软件按百分比计算的,则设置为100%

   2.切片生成Gcode,打开Gcode文件查看perimeters extrusion width(周边挤出线宽)并记下这个值

   3.现在Gcode发到打印机开始打印,等待打印完成后,对这个模型的4壁的顶部进行壁厚测量,(注意不能测量底部,由于底部可能水平不准,会膨胀)。得到结果然掉一个最大值,取其余3壁的壁厚平均值。

   4.这时,你有了理论值和实际值,用理论值除以实际值,将这个系数填到刚才的挤出倍数设置中。

   5.设置好后从新切片,重新打印,以验证校准是否正确。


友情提醒:别忘记保存你校准的参数。


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