Triffid Hunter’s Calibration Guide

 

Podés leer el original en inglés en este link

Contenido

  •  1 Prerequisitos
  • 2 Pasos de los ejes XY
  • 3 Pasos del eje Z
  • 4 Pasos del extrusor
    • 4.1 Cálculo
    • 4.2 Medidas
  • 5 Altura del eje Z
  • 6 Opciones del laminador
    • 6.1 Altura de capa, anchura de extrusión
  • 7 Temperatura de la boquilla (nozzle)
  • 8 Temperatura de la cama
  • 9 Calibrado fino de los pasos del extrusor
  • 10 Finalizar
  • 11 Opcional: Cambiar a unidades volumétricas en el extrusor
    • 11.1 Razones para esto

Prerequisitos

  1. Alguna herramienta para medir 100mm de forma precisa. Un calibre es ideal para esto.
  2. Alguna herramienta que pueda medir una anchura de 0.5mm. Un micrómetro es ideal para esto, aunque un calibre también puede valer.
  3. Saber cuántos pasos por vuelta tienen tus motores. (200 pasos en motores de 1.8º/paso, 400 pasos para motores de 0.9º/paso)
  4. Saber a cuántos micropasos están configurados los drivers de tus motores. La mayoría configura sus pololus a 16 micropasos, en la versión 2.3 de GEN3 está fijo a 2 micropasos.
  5. Saber el número de dientes de tus poleas.
  6. Saber la separación entre dientes de tus correas. Ejemplos: GT2 = 2mm, T2.5 = 2.5mm, T5 = 5mm.
  7. Saber cuántos dientes tienen los dos engranajes de tu extrusor. O al menos saber cuántos dientes hay en el engranaje grande por cada diente del engranaje chico.
  8. Eliminar todas las fuentes de backlash como correas poco tensas, poleas impresas en lugar de metálicas u holguras entre los engranajes del extrusor.

Pasos de los ejes XY

Suponiendo que usás correas y poleas, los pasos por milímetro de XY se pueden calcular usando las características del motor, polea y correa, y una vez calculado no debería volverse a calibrar más. ¡Pero no hay nada malo en asegurarse! Si se calcula esto correctamente y tu objeto impreso tiene un tamaño equivocado por un milímetro o más, entonces tus poleas están dañadas o alguna otra cosa está mal.

La fórmula es:

pasos_por_mm = (pasos_por_vuelta_del_motor * micropasos_del_driver_del_motor ) / (paso_entre_dientes_de_la_polea * numero_dientes_polea)

Algunos ejemplos:

// Motor NEMA 17 con correa T2 y polea de 20 dientes:

(200 * 16) / (2 * 20) = 80.0

 

// Motor NEMA 17 con correa T5 y polea de 8 dientes:

(200 * 16) / (5 * 8) = 80.0

 

// Motor NEMA 17 con correa XL y polea de 8 dientes:

(200 * 16) / (5.08 * 8) = 78.74

Pasos del eje Z

La mayoría de las impresoras RepRap utilizan un par de varillas roscadas para el eje Z. Así que para calcular cuánto se mueve el eje Z en cada vuelta, primero necesitás saber cuánta rotación se transmite a las varillas, y utilizar el “paso” de las varillas (distancia vertical por revolución) para calcular el movimiento vertical.

La fórmula básica para calcular los pasos por mm con una varilla en rotación es:

pasos_por_mm = (pasos_por_vuelta_del_motor * micropasos_del_driver_del_motor) / paso_varilla

Algunos ejemplos comunes:

// NEMA 17 con varilla roscada M5 de paso estándar:

(200 * 16) / 0.8 = 4000

 

// NEMA 17 con varilla roscada M8 de paso estándar:

(200 * 16) / 1.25 = 2560

 

// NEMA 17 con varilla roscada SAE 5/16″. Tiene 18 vueltas por pulgada (25.4mm / 18):

(200 * 16) / (25.4 / 18) = 2267.7165355

Algunas impresoras conectan el motor del eje Z a las varillas con una correa y poleas. Mientras todas las poleas tengan el mismo diámetro, la fórmula anterior es válida. Pero si las poleas son distintas, es necesario incluir ese ratio en el resultado final. Por ejemplo, si la polea del motor tuviera la mitad de tamaño que la polea de la varilla, habría que multiplicar el resultado por 2.

Pasos del extrusor

Hay una enorme y creciente variedad de configuraciones de motores y extrusores para elegir. Los extrusores de tipo “Wade” utilizan un motor NEMA para mover un par de engranajes de reducción (con relaciones entre dientes de 9:47 o similar), uno de ellos unido a un tornillo moleteado o “hobbed-bolt”. Los de extrusión directa normalmente utilizan un motor fuerte o con una caja planetaria de reducción para hacer girar una rueda de extrusión como la popular MK7. Las configuraciones Bowden pueden utilizar cualquiera de estos métodos para empujar el filamento a través de un tubo hasta el hotend o fusor. Hay otros tipos, como los de tornillos sinfin-engranaje, pero no hablaremos de ellos aquí.

 

Extrusor L3K con hotend tipo E3D cordobés

 

Cálculo

Para un extrusor tipo “Wade” clásico, el tornillo moleteado o “hobbed-bolt” estará fabricado a partir de un tornillo M8, y su diámetro efectivo será de 6-7mm (el mecanizado del dentado reduce el diámetro). La rueda MK7 para extrusión directa tiene un diámetro efectivo especificado de 10.56mm. Esto son sólo puntos de partida para acercarse al valor correcto, y tras ello se deberá medir y calibrar el valor exacto.

La fórmula estándar es:

pasos_por_mm_extrusor = (pasos_por_vuelta_del_motor * micropasos_del_driver_del_motor) * (dientes_rueda_grande / dientes_rueda_pequeña) / (diámetro_efectivo_del_hobbed * pi)

Algunos ejemplos típicos:

// Wade clásico con ratio de engranajes de 39:11

(200 * 16) * (39 / 11) / (7 * 3.14159) = 515.91048

 

// Extrusor Greg con ratio de engranajes de 51:11

(200 * 16) * (51 / 11) / (7 * 3.14159) = 674.65217

 

// Extrusor Greg con ratio de engranajes de 43:10

(200 * 16) * (43 / 10) / (7 * 3.14159) = 625.70681

 

// Extrusión directa con rueda MK7 y motor de 2engineers con caja planetaria de 50:1

(48 * 16) * (50 / 1) / (10.56 * 3.14159) = 1157.49147

Medidas

Herramientas necesarias: Calibre con indicador de profundidad, o bien una herramienta similar que permita medir 100mm con precisión. El diámetro efectivo del hobbed es bastante complicado que sea exactamente 7mm.

  1. Sacar el hotend del extrusor para no gastar filamento.
  2. Extruir algo de filamento.
  3. Utilizando el cuerpo del extrusor como referencia, hacer una marca en el filamento a 120mm.
  4. Hacer que la impresora extruya 100mm de filamento.
  5. Medir la distancia desde el cuerpo del extrusor a la marca que has hecho anteriormente. Será algo más de 20mm si se movió demasiado poco, y menos de 20mm si se movió demasiado.
  6. nuevos_pasos_mm_extrusor = anteriores_pasos_mm_extrusor * (100 / distancia_real_movida) … o bien, anteriores_pasos_mm_extrusor * (100 / (120 – distancia hasta la marca))
  7. Colocar ese valor de nuevos_pasos_mm_extrusor en la configuración de tu firmware. Puede que tengas que re-flashear tu placa. El Sprinter/Marlin soporta el gcode M92 Ennn para configurar este valor de forma temporal.
  8. Repetir los pasos desde el 3 hasta que tu medida se encuentre entre 96-104mm. Entonces, continuá con esta guía. Ya lo calibraremos de forma fina más adelante.
  9. No grabes este valor en el firmware todavía.Todavía hay que refinar aún más ese valor, lo cual haremos más adelante. ¿Por qué? La presión de retorno desde el hotend altera la cantidad de plástico que cada vuelta introduce, y probablemente termines apretando demasiado los tornillos del idler reduciendo el diámetro efectivo del hobbed-bolt.
  10. Armar de nuevo el hotend.

Altura del eje Z

En Z=0, deberías ser capaz de meter una sola hoja de papel entre el pico (nozzle) y la cama, y moverla notando un pequeño rozamiento , pero no suficiente para que el papel se doble cuando lo movés. Esta es una prueba sencilla, rápida y efectiva para usar en la nivelación de la cama. Ese pequeño hueco compensa casi perfectamente la expansión térmica que puede tener el hotend, que hace que se dilate ligeramente al calentarse.

En lugar de estar tocando el fin de carrera (endstop) en forma indefinida, podrías simplemente hacer una macro que haga home en Z usando el fin de carrera, y entonces mande G92 Z-nnn (donde –nnn es la posición negativas de tu endstop). Tener en cuenta que el endstop debe estar ubicado por debajo de Z=0 para funcionar. (no demasiado ya que podrías dañar tu nozzle y/o cama caliente)

Idealmente, en este setup, tu endstop debería estar seteado de modo que el nozzle (frío) apenas toque la cama, y entonces enviar G92 Z=-0,1 (o el valor medido debido a la expansión térmica). Nótese que la mayoría de los slicers incorporan un comando HOME seguido de G92 Z0 al inicio del G-Code, por lo cual necesitarás cambiar la configuración de tu slicer para que el G-Code haga Home en Z-nnn. Hay muchos endstops disponibles para su descarga, y te harán ahorrar mucho tiempo.

Cuando tu punto Z=0 esté seteado correctamente, la altura de la primera capa será ligeramente mas gorda que las capas de arriba, pero no demasiado. La mayoría de los slicers están seteados por defecto para extruir una pequeña cantidad extra de material durante la primera capa, y vos podés cambiar ese valor para conseguir una perfecta primera capa. (Ver más abajo).

Imprimiendo la primera capa

Primera capa, PLA

La adhesión está extremadamente relacionada con el punto Z=0. Si no estás consiguiendo una buena adhesión, imprimí más lentamente con un Z=0 mas bajo, de modo que la primera capa se aplaste más. Si por el contrario, tenés demasiada adhesión, subir el Z=0 un poco, para que la primera capa no esté tan planchada.

  1. Encontrar el punto Z=0 más apropiado.
  2. Enviar G92 Z0.
  3. Prepararar la impresora para imprimir (cargar filamento, calentar cama, etc).

Opciones del slicer (laminador)

Altura de capa, anchura de extrusión

Son simples de visualizar. Cuando tu extrusor dibuja una línea de plástico, esa línea tiene una altura y un ancho. Esos valores los podés elegir.

Los mejores resultados se obtienen cuando la altura de capa es < 80% al diámetro del pico, y un ancho de extrusión>= al diámetro del pico.

Por ejemplo, con un pico de 0,35, tu altura de capa máxima será 0.35*0.8= 0.28mm y tu ancho de extrusión será 0,4 o más. Con un pico de 0,5mm, tu altura de capa podrá ser de hasta 0,4mm, y con uno de 0,25 será de 0,2mm.

Vos podés elegir una altura de capa menor, o un ancho de extrusión mayor si querés, funcionará perfecto. El slicer calculará automáticamente el volúmen a extruir basado en la configuración que elegiste. No existe un límite inferior preestablecido de altura, este estará relacionado con tu habilidad de mantener un flujo constante en valores muy bajos de extrusión. Algunos reprapers han impreso con capas de 5 micrones – 0,005 mm!

Personalmente prefiero una altra de capa de 0,2mm, y un ancho de extrusión de 0,5mm, sin importar que pico utilice.

Slic3r elije automaticamente el ancho de extrusión en base al pico que utilices. Si querés hacerlo manualmente, podés usar el ancho de extrusión en el modo avanzado. Frecuentemente es ventajoso elegir ese ancho en función de las paredes de las piezas a imprimir, de modo que queden completamente llenas sin separación en el medio y sin infill.

 

Temperatura de la boquilla (nozzle)

Cada tipo de plástico y cada color tiene una temperatura de impresión. Ej., Puedo imprimir PLA opaco a 190ºC con fantásticos resultados, pero el PLA translúcido tal vez necesite necesite 200ºC.

Cada máquina también tiene su temperatura debido a las diferencias entre termistores o la situación de este en el hotend.

  1. Elejí un modelo simple que sea los suficiente largo y que se pueda ver bien el infill mientras se está imprimiendo
  2. Asegurate que el hobbed bolt esté limpio de impurezas como trozos de plástico
  3. Asegurate que el idler esté lo suficientemente apretado! realmente apretado!  Un idler flojo muestra los mismos síntomas que una temperatura baja en extrusión
  4. Empezá a imprimir
  5. Baja la temperatura 5º cada 2-3 capas
  6. Cuando el infill empiece a ser una fila de puntos en vez de una línea, subí la temperatura 10º
  7. Seguí observando la impresión, incrementando la temperatura en 5º si vuelven a aparecer puntos. Si ves que tus impresiones son débiles a lo largo de las líneas de capa o inclusive se delaminan a mitad de impresión, puede que tengas que subir la temperatura. Con ABS, tapar la impresora con una toalla, cartón, etc ayuda MUCHO contra las corrientes de aire – pero tené cuidado si tenés partes de tu impresora impresas en PLA!
  8. Guardá o acordate de la temperatura para ese tipo de filamento

Temperatura de la cama

La adherencia a la cama es de importancia crítica para lograr impresiones de calidad. Con una adecuada adhesión, tus partes:

  1. Se mantendrán firmes a la cama
  2. No presentarán warping
  3. No presentarán warping tipo “reloj de arena”
  4. Se despegarán solas al enfriarse la cama

 

 

Este procedimiento ayudará a encontrar la temperatura adecuada de la cama caliente.

  1. Elegir una temperatura inicial. Una temperatura ligeramente superior es preferible a una muy baja. Sugerencia: 110°C para ABS, 65°C para PLA.
  2. Comenzar a imprimir. Si la primera capa presenta una adherencia pobre, aumentar 3 o 5°C y volver a empezar.
  3. En la segunda capa, enviar M104 S0, para apagar el nozzle. NO TOCAR LA CAMA CALIENTE
  4. En la tercera capa, pausar la impresión y mover el nozzle de la pieza. NO TOCAR LA CAMA CALIENTE
  5. Preparar/consumir tu <bebida favorita> mientras la cama alcanza el equilibrio térmico. Esto puede tardar generalmente 5 minutos, 10 como máximo.
  6. Quitar la pieza de la cama. Si está blanda o elástica, la temperatura de la cama es muy alta. Reducir 5° y empezar de nuevo. La pieza debe comportarse casi igual que cuando está fría.
  7. Cuando la temperatura de la cama es la correcta, la pieza debe endurecerse mientras consumes tu <bebida favorita> y si la seteas 5°C más alta, se mantendrá blanda.

 

Generalmente, lo recomendable es imprimir la primera capa con la cama alrededor de 10° más caliente que el resto de las capas.

Como referencia, la temperatura de la SUPERFICIE de la cama (NO la temperatura indicada por el termistor) debe rondar los 105°C para el ABS, y los 57°C para el PLA.

Tu termistor sensará una temperatura más alta que la de la superficie (hay un gradiente de varios grados a través del vidrio). NO intentes modificar la tabla del termistor ni moverlo a la superficie

Es necesario que esté cerca del elemento calefactor, de este modo responderá rápidamente (lazo cerrado corto). Sólo tomar nota del valor que indica al encontrar la temperatura correcta de la superficie y usarlo siempre!

Si después de este procedimiento, las piezas se despegan a mitad de impresión en las puntas o esquinas, intentar agregando brim y experimentar utilizando distintos adhesivos. Por ejemplo, la cola de carpintero bien diluída funciona muy bien para el PLA y algunas marcas de spray de pelo funcionan bien para el ABS. (existen adhesivos especiales para esto, como así también superficies de impresión disñadas para tal fin).

Calibrado fino de los pasos del extrusor

Ahora, con todo cerca de los valores ideales, podemos afinar más los pasos del extrusor!

  1. Encontráun objeto con las caras planas y con diferentes niveles, como este cube stack test
  2. Selecioná un infil rectilinear al 95% de relleno. Configurá el mínimo de altura de capa que estés acostumbrado – a menos altura de capa uses en el test, conseguirás una calibración de los pasos del extrusor más fina. Yo uso 0.2mm en la primera ronda, y si me siento ambicioso repito el proceso a 0.1mm
  3. Imprimí
  4. Ignorar las primeras 5 o 6 capas, ya que estas son demasiado sensibles a la altura exacta de la primera capa.. Si ves muy obvio una sobre extrusión o que falta material, modificá los pasos del extrusor o pon la Z a 0 y vuelve a empezar la impresión
  5. Mirá el infill. Si no eres capaz de ver pequeñas separaciones entre las lineas, reducí los pasos del extrusor en 0.5% cada 2 capas hasta que las puedas ver.
  6. Mirá las capas superiores (top layers). Si tu podés ver pequeños separaciones, incrementá los pasos del extrusor en 0.5% cada 2 capas hasta que no puedas verlas en las capas superiores.
  7. Enviá los nuevos pasos del extrusor a la impresora con el comando M92 Ennn sin pausar la impresión – el resultado se ve recién en un par de capas debido a que el cambio es muy pequeño.
  8. Repetí el paso 5 hasta que el infill tenga pequeñas separaciones Y en las capas sólidas superiores no tenga.
  9. Ahora, los pasos del extrusor tienen una configuración muy fina! Guarda este valor en el firmware para que el cambio sea permanente.                                                                                                                                                                                                                                                   

 

Finalizar

Ahora imprimir tu pieza de calibración favorita (p ej., ultimate calibration) y comprobar su medida!

Opcional: Cambiar a unidades volumétricas en el extrusor

Seguí estas instrucciones si querés cambiar y usar mm^3 para E en lugar de mm:

  1. Guardar el diámetro del filamento que estuviste usando en tu slicer.
  2. Calcular (diámetro_filamento / 2) ^ 2 * PI. Para diámetro_filamento = 3,00 mm, este valor es casi exactamente 7. Para filamento de 1,75 mm, es casi exactamente 2,4.
  3. Cambiar el diámetro del filamento en tu slicer a 2*raíz(1 / pi) = 1,128379
  4. Dividir tus E_steps por el número obtenido en el paso 2.
  5. Multiplicar todas tus velocidades y aceleraciones referidas a E, como también la distancia de retracción por el valor obtenido en 2.
  6. Repetir la calibración de E steps. Tu primera impresión debería ser muy precisa.

Ahora podés reusar el mismo código g una y otra vez simplemente alterando los E steps con M92 cuando cambiás el filamento, o usar el mismo código g en otra máquina.

 

Razones para esto

Actualmente tenemos 3 variables alterables afectando una mensurable –multiplicador de extrusión, E steps y diámetro de filamento- todos afectando la cantidad de plástico extruída.

El diámetro del filamento no cambia significativamente –no debería cambiar a mitad de la impresión- y sólo cambia ligeramente entre un rollo y otro.

Sería posible entonces cambiar dos de estas variables alterables a valores fijos, y solo alterar la tercera cuando sea necesario.

Es importante elegir la variable que sea más fácil de alterar – los E steps, que pueden ser cambiados en todo momento, incluso a mitad de impresión enviando M92 Ennn.

El slicer calcula el volumen de filamento a extruir para cada segmento de línea. Entonces, toma este volumen y lo divide por (diámetro_filamento / 2) ) ^ 2 * PI para encontrar la distancia de filamento a extruir.

Entonces, si alteramos el diámetro del filamento de modo que (diámetro_filamento / 2)^2 * PI == 1.0, entonces los E en nuestro código G estarán en unidades de mm^3.

Debido a que nuestra nueva unidad es 7 veces más grande (área de un círculo de diámetro 3 mm es ~7mm^2), 1 mm (longitud) se convierte en 7mm^3 (volumen), debemos ajustar la retracción, Esteps y aceleración para adaptarse a las nuevas unidades.

 

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