3D打印機(jī)已經(jīng)買回來幾個月了,基本上每天都要打印一些東西,期間遇到了很多的問題積累了很多的經(jīng)驗。雖然現(xiàn)在桌面級的3D打印也算是比較簡單好用了,但要追求好一點的打印質(zhì)量,還是得折騰。
打印校準(zhǔn)
打印機(jī)的校準(zhǔn)包括X、Y、Z和A、B(就是噴頭)兩個軸的校準(zhǔn)。最重要的是XYAB,因為他們直接關(guān)系到打印的尺寸大小及表面質(zhì)量。
Cura 和 Slic3r 等工具導(dǎo)出的是GCODE格式。GCODE格式使用明文描述路徑。Sailfish Firmware只支持X3G文件,是一種二進(jìn)制文件。由于打印機(jī)所使用的CPU速度較慢,處理文件并轉(zhuǎn)換成脈沖比較慢,會影響打印質(zhì)量。所以使用GPX工具將GCODE轉(zhuǎn)換為X3G后,每個指令所走的位置都已經(jīng)轉(zhuǎn)換成脈沖,甚至可以對一些路徑進(jìn)行加減速的處理。打印機(jī)的CPU就可以直接的讀取脈沖并控制電機(jī)運動。
XY steps/mm矯正 在轉(zhuǎn)換的過程中,XY的steps per mm這個參數(shù)非常重要,講的是走一個毫米需要多少的脈沖,如果該值過小,則會少走一些距離,造成距離偏小。這個和機(jī)器的結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系,牽扯到同步齒的齒數(shù)、電機(jī)的參數(shù)等,RepRap Calculator提供了這個參數(shù)的計算器,非常方便。
MBot最初用的是17齒的齒輪,和Replicator是一樣的。后來經(jīng)過改進(jìn)用了18齒的齒輪,和Replicator 2是一樣的。通過計算器可以看到,88.89 steps/mm是理論值,但是MBot和Replicator 2中用的是88.573186這個值。和88.89比較起來,會少走一些距離,導(dǎo)致最后打印尺寸偏小。dcnewman開發(fā)的GPX提供了正確的參數(shù),但截至目前尚有一些問題,不建議使用。
為了矯正88.57帶來的誤差,可以采用自定義的配置文件進(jìn)行配置。mbot.ini是我的Mbot Cube的配置文件,在使用gpx的時候,指定gpx -c mbot.ini xxxx.gcode即可正確轉(zhuǎn)換。當(dāng)然你的打印機(jī)可能依然不是正確的,需要使用一些工具進(jìn)行矯正。傳統(tǒng)的做法是使用20mm calibration box,測量外觀尺寸。但這樣做有一個缺點,由于噴頭擠出的塑料可能有誤差,會造成糾正的值將外殼的誤差也算進(jìn)去了。正確的測量方式是使用calibration sticks,根據(jù)不同的打印平臺的長度,分別進(jìn)行XY的測量,然后測量出兩個缺口的距離。這樣可以排除噴頭的誤差。我的打印機(jī)使用88.89,打印出來的距離正確。AB軸噴頭糾正噴頭的step per mm會對擠出的塑料的多少有影響,在機(jī)械結(jié)構(gòu)不變的情況下,該值越大,則擠出的料越多。過多的料稱之為過擠出,會造成外觀尺寸偏大,內(nèi)圓半徑變小,頂層可見各種重疊的塑料;擠出過小,會造成外觀尺寸變小,內(nèi)圓半徑變大,頂層可以見各種孔洞。正確的噴頭參數(shù),會對打印質(zhì)量造成非常大的影響。
Calibrate your 3D printer提供了調(diào)整噴頭的參數(shù)方法,當(dāng)然這篇文章也提到了如何修正其它參數(shù)。還有一種普遍使用的方式是在材料上做好標(biāo)記,然后走10cm,測量實際走的長度。當(dāng)然對于不能用print run的打印機(jī),我寫了一個gcode文件,執(zhí)行后會自動走10cm,然后測量實際的長度。我的打印機(jī)是正確的,所以對于噴頭也不用做過多的處理。
孔偏小
打印中非常常見的問題是孔變小,通??讜冃?.5mm左右,如果打印這個圖形,很可能會發(fā)現(xiàn)無法插上。測量孔的直徑,會發(fā)現(xiàn)孔小0.5mm,而柱子的直徑是正常的。
我在MBot Cube打印,結(jié)果是這樣。然而在FlashForge Creator Pro上面,則兩個可以插上。這個問題困擾了我很久,至今還沒有解決。試過將同樣的gcode文件分別轉(zhuǎn)換成兩種機(jī)型的x3g進(jìn)行打印,還是一樣,所以可以排除一些切片器的問題。在研究這個問題中,有一些文章可以參考。
- Calibrate your 3D printer to print parts to fit
- ArcCompensation
- Dimension Errors
- Are you printing undersized holes ?
- 這篇文章的神奇之處在于他的外徑和內(nèi)徑都是OK的,可能和他使用的Cura的Sublime版本有關(guān)系。其中提到的
use Flow_tweak-post-processor and decrease perimeter flow rate as described above in case of holes coming out too small.
或許又是另外一種解決方案。
雖然我沒用過最終解決這個問題,但以下是有一些方法可以改善這種問題:
- 改變擠出量
在Cura和Slic3r中,都有改變擠出量的選項。甚至在Simplify3D中,PLA材料的默認(rèn)擠出量就是90%。經(jīng)過測試,90%的擠出量比較合適,打出來的測試塊剛好可以卡上。但是外觀尺寸會同樣變小0.2mm,內(nèi)圓仍然小0.2mm,但圓柱也同樣會小0.2mm,這樣兩個尺寸就剛好能夠插入。更小的擠出量則會帶來一些問題,不推薦設(shè)置。
改變擠出量雖然能夠緩解一些圓孔的問題,但也會影響頂層的質(zhì)量。為了彌補(bǔ)這樣的缺陷,只能將頂層的厚度設(shè)置為1mm,或者5層。這樣頂層基本上就密閉了。 - 噴頭形狀
打印negative_space_tolerance_test.stl,我的打印機(jī)只能拆下來2個,只能說打印質(zhì)量比較差。通過很多次的對比,發(fā)現(xiàn)噴頭的Flat tip area(見下圖)的大小會影響到tolerance的,廠商已經(jīng)在著手改進(jìn)中了。 - XY Size Compensation
Slic3r中提供了一個XY Compensation的選項,在Dimension Errors中有提到。和改變擠出量不一樣,這個直接對切片后的圖形進(jìn)行補(bǔ)償,不會產(chǎn)生頂層孔洞的問題。
在目前的Cura中還沒提供這樣的功能,但在Cura的開發(fā)15.06版本中,已經(jīng)準(zhǔn)備提供類似功能。Simplify3D在最新的版本中已經(jīng)提供。 - 從設(shè)計上規(guī)避
在設(shè)計的階段就根據(jù)孔的大小預(yù)留一些空間,但這樣對于別人已經(jīng)設(shè)計好的模型就很難修正了。并且你的打印機(jī)的修正量不一定適合別人。
圓不是圓
你可能會發(fā)現(xiàn)打印園的起始的連接部位會有一些凸起,并且圓可能是橢圓。如果觀察一下打印時候的速度及噪音,你會發(fā)現(xiàn)在打印圓的時候可能會嘎吱嘎吱的響。這是因為園會拆分成多條直線,導(dǎo)致每條直線會起起停停,在速度較高的時候可能會造成一些丟步或者抖動。解決方法是打印周長的時候,選擇小一些的速度,例如40mm/s,這樣打印質(zhì)量就會很好了。觀察Simplify3D的GCODE,發(fā)現(xiàn)它可能對不同的周長做了不同的處理,小的圓弧走的速度較慢,打印質(zhì)量很好。
頂層的洞
如果擠出正常,頂層出現(xiàn)孔洞,則需要將Top/Bottom的層數(shù)設(shè)置得更好,一般1mm左右能夠得到很好的效果。另外infill的百分比也比較影響,因為infill很低(10%以下)的時候,打印Top的時候就會變成Bridge,造成打印質(zhì)量下降。
打印錯層
Sailfish Firmware中有一個Accerlation的選項,該選項打開時固件會根據(jù)當(dāng)前的GCODE生成相應(yīng)地加速度,使得打印機(jī)在降速和提速的時候,能夠平穩(wěn)的以一定的加速度進(jìn)行提速。關(guān)閉時,會始終以電機(jī)的最大能力作為最大加速度進(jìn)行加減速,當(dāng)電機(jī)無法接受預(yù)定的速度時,會造成丟步,久而久之積累下造成打印錯層。
打印機(jī)噪音
我的打印機(jī)一直有嘎嘎嘎的噪音,晚上打印的時候聲音巨大,關(guān)上門隔一個屋子都能聽到。軸承都是加了油還是一樣。
經(jīng)過排查,最終發(fā)現(xiàn)是中間的塑料塊裂了。這個塑料塊的非常重要,應(yīng)該是和XY的垂直度有很大的關(guān)系。換了以后基本上就恢復(fù)了。
第一層不粘連
第一層不粘連的問題,其實很頭痛。和以下因素有關(guān):
- 噴頭和第一層的高度
一般保持到一張紙的厚度即可。 - 第一層的擠出量。
一般選擇200%的擠出量會好一些 - 溫度
一般第一層溫度保持在230度比較好 - 材料
材料的影響包括材料的好壞和顏色。有些材料表面粗糙,擠出后會不粘連,然后卷到噴頭上,越卷越多,造成打印失敗。
解決方法包括打印一個raft,減小速度
以上就是本人在打印過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題,分享出來,僅供大家參考!
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