E 轴步数/毫米分辨率是打印质量的限制因素吗?

3D打印 打印质量 挤出机 创造者-3 解决
2021-05-12 01:54:54

我一直在我的一些线性推进测试塔中注意到墙壁中的(非常轻微/精细的)波纹图案随 K 因子而变化,这让我认为它不是来自打印头运动中的任何振动,而是将挤出机量化为离散的步骤(即壁在一个步骤后立即变厚,然后变薄直到下一步,重复)。

根据我的计算,在我的打印机(Ender 3)上使用 1.75 毫米长丝和每毫米 93 步,每步是 0.02585 毫米³的材料。在 0.4 毫米线宽和 0.2 毫米层高下,每线性毫米有 0.08 立方毫米的材料,因此每线性毫米应该提供大约 3 个挤出机步骤。这似乎与我看到的涟漪率相当,虽然不准确;我想它会因线性前进和其他原因而有所不同。

无论如何,要解决这个问题,我是否遗漏了什么,或者这是我打印机打印分辨率的限制因素?似乎孤立的小细节(小于 1/3 毫米)根本不会被挤出,除非它们是渗出物,或者如果它们碰巧越过台阶阈值就会被过度挤出,而且如果我尝试使用,情况会更糟更小的喷嘴和更薄的层。看起来,理想情况下,您希望每毫米的 E 轴步数足够高,以至于对于对应于单个 X- 或 Y- 的挤出来说,量化不是问题(即 +-1 步是小的相对误差)轴微步。

2个回答

您对理论挤出机分辨率的计算是正确的。我做了一个类似的计算来评估使用不同热端的挤出机,我粘贴了结果。暗单元格是输入单元格,其余的被计算。您可以看到,对于某些行,我直接输入了 mm/microstep 值,因为我不想为我的打印机(3 毫米长丝)或已知挤出机 (BMG) 提供理论但实际的结果。

在此处输入图片说明

关于这个问题,挤出机的分辨率很重要,但要准确估计多少有点复杂。

总的来说,这是我可以考虑的因素。

较差的分辨率可能不会对直线产生太大影响,因为挤出机的旋转是连续的,并且挤出机不太可能在您要求时立即准确捕捉到所需的微步位置:它可能一直有点落后,就是这样获得扭矩(或多或少)。

对于插入高达 256 倍微步的驱动程序,这个问题可能会变得更小。

然而,每当流速发生变化时,分辨率差意味着您无法控制流量发生变化的确切位置/时刻。这主要在结尾和开头或撤回/重新撤回时很重要。也许你得到更多的软泥?

然而,挤出机分辨率实际上并不像您计算的那么好。事实上,正如我们所知,微步将增量扭矩降低到非常低的值。挤出机是一个需要很大扭矩的电机,因为推动灯丝非常困难,而且您不太可能一直达到您假设的 16 倍微步精度。例如,由于鲍登摩擦、热端、……灯丝(= 电机轴)可能在某个点比平均水平更“后退”。这将导致有效扭矩增加,推动灯丝更快一点,这将使其与所需位置同步,但在那时它会减慢,依此类推。根据平均速度,这种振荡可能会减弱(然后看不到波纹)或可能持续振荡,

这就是我将 ussteps 列放在我的计算中的原因:它旨在计算更现实的分辨率,假设没有实现准确的微步进。我假设电机上的负载越低,可实现的微步数越高(这意味着齿轮或更细的灯丝)。

以高分辨率开始显然有助于减少这个问题。您可以尝试将电流增加到您的驱动器和电机以及冷却允许的最大值,并查看纹波是否发生变化。我认为会减少。

您也可以尝试构建Orbiter 挤出机(也在表中链接)并查看它是如何进行的。

简答

通常没有。

长答案

有几个重要因素会限制您可以打印的小东西。较大的几乎是:

  • 位置精度和设置(受 X、Y、Z 方向的步数/毫米限制)
  • 喷嘴直径

现在,与位置精度相比,您为什么不需要在大尺度上关心挤出机上的步数/毫米?好吧,我们每步有 1.8°,从中,在齿轮直径为 11 毫米的情况下,我们得到 0.1778 毫米的长丝挤出或每 1.8° 步长 0.428 毫米的挤出塑料 - 这显然根本不适合打印. 但是通过 16 个微步,更短的运动是可能的,并且在您计算的区域内有一个微步挤压 - 我得到了 0,0267 mm³,可能是我们之间不同的舍入的结果。假设有效齿轮直径为 11 毫米(通常有效齿轮直径稍小,因此为 93 级),我们得出每毫米长丝约 89.9 级,相当于约 2.4 毫米的挤出塑料,或约 30 毫米的行(使用您给定的参数),使我们达到托盘上每毫米线约 3 个微步。到目前为止,你的数学已经过关了。但这通常不应成为过多的限制因素。我们从您给定的设置中知道,Configuration.h将如下所示,将微步数放入步数/mm:

/**
* Default Axis Steps Per Unit (steps/mm)
* Override with M92
*                                      X, Y, Z, E0 [, E1[, E2[, E3[, E4]]]]
*/
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT   { 80, 80, 400, 93 } 

由于您没有微步进驱动程序,因此Configuration_adv.h 中的这部分不起作用:

// Microstep setting (Only functional when stepper driver microstep pins are connected to MCU.
#define MICROSTEP_MODES {16,16,16,16,16} // [1,2,4,8,16]

使用建议的 0.4 毫米/0.2 毫米线,我们仍然处于有利的一面,允许我们大约 1/3 毫米作为可作为单步挤出打印的最短线。这与打印可使用这些设置打印的简单圆形点一致 - 0.4 > 1/3。

但是,一旦喷嘴直径变小,限制就会变得更加明显:在 0.2 毫米喷嘴和 0.22 毫米线处,高度为 0.1 毫米时,横截面为 0.022 平方毫米,因此一步挤出相当于整整毫米线!这在理论上要麻烦得多。

但是,我还没有看到无法在我的 TronXY-X1 上使用 0.2 毫米喷嘴显示出缺乏挤出的限制——我上次设置的步长/毫米也是大约 90-100。TronXY 使用与 Ender 3 非常相似(几乎相同)的挤出机设置,它在 0.1 毫米层高上实现了约 0.3 毫米长的打印线,这在某种程度上是可靠的,但回缩造成了巨大的问题,这也可能掩盖了问题。

我相信它需要这些较小的喷嘴来放大问题以使它们引人注目。如果您使用 2.85 毫米或 3 毫米的灯丝,它也应该变得更加明显。

提高分辨率的方法

但是,如果使用较小的喷嘴进行打印,那么考虑如何提高挤出机系统的精度可能是一个好主意。

最简单的方法是改变挤出机并将齿轮更换为较小的有效直径之一 - 这样一个步骤就可以减少挤出量,这反过来意味着更高的步数/mm,从而允许对于仍然可以实现的更短的挤压。

下一个可能会考虑获得不同的电机/驱动器设置,它可能有更多的微步或通常更小的步长。

将有效(微)步数/毫米增加四倍将使我们能够在我建议的 0.22 毫米喷嘴上打印大约 0.25 毫米的线,这几乎是一个点 - 如果它不会在我遇到的其他问题中被部分掩盖。