Triffid Hunter's Calibration Guide/es

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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 cuantos dientes tienen los dos engranajes de tu extrusor. O al menos saber cuantos dientes hay en el engranaje grande por cada diente del engranaje pequeño.
  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

Presuponiendo que usas 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 más de un milímetro o así, 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 necesitas 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 difieren, 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 hot-end o fusor. Hay otros tipos, como los de tornillos sin fin-engranaje, pero no hablaremos de ellos aquí.

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 estará sobre 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. Quita el hot-end del extrusor para no gastar filamento.
  2. Extruye algo de filamento.
  3. Utilizando el cuerpo del extrusor como referencia, haz una marca en el filamento a 120mm.
  4. Ordena a la impresora extruir 100mm de filamento.
  5. Mide 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. Coloca 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. Repite los pasos desde el 3 hasta que tu medida se encuentre entre 96-104mm. Entonces, continúa con esta guía. Ya lo calibraremos de forma fina más adelante.
  9. No grabes este valor en el firmware todavía. Aún hay que refinar aún más ese valor, lo cual haremos más adelante. ¿Por qué? La presión de retorno desde el hoténd altera la cantidad de plástico que cada vuelta introduce, y probablemente acabes apretando demasiado los tornillos del idler reduciendo el diámetro efectivo del hobbed-bolt.
  10. Monta de nuevo el hot-end.

Altura del eje Z

En Z=0, deberías ser capaz de meter una sola hoja de papel entre la boquilla (nozzle) y la cama, y moverla notando un pequeño rozamiento , pero no suficiente para que el papel se doble cuando lo mueves. 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 hot-end, que hace que se alargue ligeramente al calentarse.

Rather than tuning your endstop endlessly, you could simply make a macro that homes Z using the endstop then sends G92 Z-nnn where -nnn is the negative position of your endstop. Your endstop must of course be below Z=0 for this to work. (Not too much, or you may damage the nozzle and/or print-bed!) Ideally in this setup your endstop would be set so that the (cold) nozzle just touches the bed, and then you'd send G92 Z=-0.1 (or your measured thermal expansion). Note that most slicing software adds a HOME command followed by G92 Z0 to the starting G-Code, so you will also need to tune your slicing settings to make sure your G-Code homes to Z-nnn. There are now many adjustable Z-endstops available for download, and these can be real time-savers.

When your Z=0 point is set correctly, your bottom layer will be slightly fatter than layers on top, but not extremely so. Most slicing software is set up by default to extrude a little extra material in the first layer, and you can tune this to get the perfect extrusion for your first layer, as well. (See below.)

Bed adhesion is strongly related to the Z=0 point. If you're not getting enough adhesion, print slower with a lower Z=0 point so the first layer is squished more. If you're getting too much adhesion, raise the Z=0 point a little so the first layer isn't quite so squished.

  1. Find the appropriate Z=0 point.
  2. Send G92 Z0.
  3. Prepare printer for printing- warm up bed, load filament, etc.

Opciones del laminador

Altura de capa, anchura de extrusión

These are simple to visualise. When your extruder draws a line of plastic, that line has a height and width. You get to choose these values.

Best results are obtained when layer height < 80% of nozzle diameter, and extrusion width >= nozzle diameter.

Eg; with an 0.35 nozzle, your maximum layer height is 0.35*0.8= 0.28mm and your extrusion width should be 0.4mm or greater. with an 0.5mm nozzle, your layer height can be up to 0.4mm, and an 0.25mm nozzle will give you 0.2mm max layer height.

You can use a lower layer height or larger extrusion width if you wish, it will work fine. The slicing software automatically calculates the appropriate volume to extrude based on the settings you choose. There is no hard lower limit on layer height - it is limited by your ability to keep flow consistent at very low flowrates. Some reprappers have printed layers as small as 5 micron - 0.005mm!

Personally I go for layer height of 0.2mm, and extrusion width of 0.5mm regardless of which nozzle I'm using.

Slic3r automatically chooses an extrusion width for you based on your nozzle diameter. If you're determined to choose, you can use the extrusion width advanced setting. It is frequently advantageous to choose as models may have walls of a particular width, and by choosing you can ensure they are entirely filled with perimeter with no gap in the middle and no infill.

Temperatura de la boquilla (nozzle)

Cada tipo de plástico y cada color tiene una temperatura de impresión. Ej., Puedo imprimir PLA opaco a 165ºC con fantásticos resultados, pero el PLA translúcido necesita 180ºC!

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

  1. Elije 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 este limpio de impurezas como trozos de plastico
  3. Asegurate que el idler esta lo suficientemente apretado! realmente apretado! "it hurts my fingers to pull on it and I still can't move it" apretado! Un idler flojo muestra los mismos sintomas que una temperatura baja en extrusion
  4. Empieza a imprimir
  5. Baja la temperatura 5º cada 2-3 capas
  6. Cuando el infill empieze a ser una fila de puntos en vez de una linea, sube la temperatura 10º
  7. Sigue observando la impresión, incrementando la temperatura en 5º si vuelven a aparecer puntos. Si ves que tus impresiones son weak along the layer lines or even delaminate mid-print, puede que tengas que subir la temperatura. Con ABS, tapar la impresora con una toalla ayuda MUCHO contra las corrientes de aire - pero ten cuidado con las piezas de PLA que haya en la impresora!
  8. Guarda o acuerdate de la temperatura para ese tipo de filamento

Temperatura de la cama

Bed adhesion is critically important for quality prints. With the right amount of bed adhesion, your parts will:

  1. stick to the bed
  2. not curl or warp
  3. not exhibit 'hourglass' warping, and
  4. detach by themselves when the bed is cool.

This procedure helps attain 1 through 3 by finding the correct bed surface temperature. 4 is obtained by experimenting with various bed coatings such as PVA wood glue (best for PLA), UHU Glue (for nylon), automotive window tint, hairspray, ABS juice, sugar water (ABS), etc.

  1. Pick a starting temperature. a little too high is better than too low for this test. Suggestions: 110°C for ABS, 65°C for PLA.
  2. Start a print. If your first layer gets poor adhesion, increase by 3-5° and start again.
  3. At layer 2, send M104 S0 so your nozzle heater turns off. LEAVE THE BED HEATER ALONE.
  4. At layer 3, pause the print and move the nozzle away from it. LEAVE THE BED HEATER ALONE.
  5. Prepare/consume a <favourite beverage> while you wait for bed surface temperature to reach thermal equilibrium. This should take 10 minutes at most, generally 5 minutes is plenty.
  6. Remove the print from your bed. If it is soft or stretchy, your bed temperature is too high. Reduce by 5° and start again. It should behave almost the same as when it is cold.
  7. When your bed temperature is correct, your part will have hardened while you consumed <favourite beverage> and if you set your bed temperature 5° higher it will remain soft.

You should generally print your first layer with the bed about 10° hotter than the regular layers' temperature, to ensure that the plastic is very sticky and gets a good grip.

For reference, the SURFACE temperature of your bed (NOT the temperature measured by your sensor) should be around 105°C for ABS, and around 57°C for PLA.

Your thermistor WILL sense a higher temperature than the surface – a gradient of several degrees forms across your glass. DO NOT muck with thermistor tables or move your thermistor to the surface. You WANT it close to the heater so it can respond quickly and give a short feedback loop. Just find whatever number gets the surface to the right temperature, and stick with it!

After performing this procedure, if your prints warp off the bed mid-print at ends or corners, try adding a brim (Slic3r/Cura setting) and experimenting with various bed coatings. PVA wood glue diluted very thinly in water is excellent for PLA, and certain brands of hairspray are reportedly excellent with ABS.

Calibrado fino de los pasos del extrusor

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

  1. Ecuentra un objeto con las caras planas y con diferentes niveles, como este cube stack test
  2. Seleciona un infil rectilinear al 95% de relleno. Configura el mínimo de altura de capa que estes acostumbrado - a menos altura de capa uses en el test, conseguiras una calibración de los pasos del extrusor mas fina. Yo uso 0.2mm en la primera ronda, y si me siento ambicioso repito el proceso a 0.1mm
  3. Imprime
  4. Ignore the first 5-6 layers because they're too sensitive to the exact height of the first layer . Si ves muy obvio una sobre extrusión o que falta material, modifica los pasos del extrusor o pon la Z a 0 y vuelve a empezar la impresion
  5. Mira el infill. Si no eres capaz de ver pequeños agujeros entre las lineas, reduce los pasos del extrusor en 0.5% cada 2 capas hasta que puedas ver pequeños agujeros
  6. Mira las capas superiores (top layers). Si tu puedes ver pequeños agujeros, incrementa los pasos del extrusor en 0.5% cada 2 capas hasta que no haya agujeros en las capas superiores.
  7. Envia los nuevos pasos del extrusor a la impresora con el comando M92 Ennn sin pausar la impresio - el resultado se ve en un par de capas debido a que el cambio es tan pequeño
  8. Repite el paso 5 hasta que el infill tenga pequeños agujeros Y las capas solidas 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

Now print your favourite calibration piece (e.g., ultimate calibration) and see how it measures!

Opcional: Cambiar a unidades volumétricas en el extrusor

It seems silly to me to have to reskein if you change filament diameter (i.e., when switching colours – or printers!). Follow these instructions if you want to use mm^3 units for E instead of mm.

  1. Record the filament diameter setting you've been using in your slicer.
  2. Calculate (filament_diameter / 2) ^ 2 * PI. For filament_diameter = 3.0mm, this is almost exactly 7. For 1.75mm filament, it's almost exactly 2.4.
  3. Change your filament diameter in your slicer to 2*sqrt(1 / pi) = 1.128379
  4. Divide your E_steps by the number from Step 2.
  5. Multiply all your E-related speeds and accelerations (esp. maximums in firmware config!), and retract distance by the value from Step 2.
  6. Repeat E steps calibration above. Your first print should be extremely close.

Now you can reuse the same gcode over and over again, and simply alter E steps with M92 when you change filament, or use the same gcode on another printer.

Razones para esto

We currently have 3 tunables affecting one measurable - extrusion multiplier, filament diameter and E steps all affect the amount of plastic extruded.

Filament diameter does not change significantly - it should not change mid-print, and only changes by a small amount when switching from one roll of filament to another.

It should be possible to set two of these tunables to fixed values, and alter only the 3rd when necessary.

It is sensible to choose the tunable which is easiest to alter - this is E steps which can be altered at any time (even mid-print) by sending M92 Ennn.

The slicer calculates the volume of filament to extrude for each line segment. Then, it takes this volume and divides it by (filament_diameter / 2) ^ 2 * PI to find the distance of filament to extrude.

SO if we alter our filament diameter such that (filament_diameter / 2)^2 * PI == 1.0, then the E words in our gcode will be in units of mm^3.

Since our new unit is 7x bigger (area of a 3mm diameter circle is ~7mm^2, so 1mm(length) becomes 7mm^3(volume), for 1.75mm filament the factor is 2.4x), we have to adjust our retraction distance, and E steps and acceleration to suit the new units.

See my blog post for more info.