- 完整的校准包括调整机械结构、电子元件、固件和切片软件,以实现可靠的打印效果。
- 正确调平打印床、调整 e 步长、轴向步长和流量是获得精确尺寸的基础。
- 特定的测试(温度塔、收缩率、公差、悬垂)可以对每个参数进行微调。
- 线性/压力提前、输入整形器和 MVS 等高级功能可在不牺牲质量的前提下提高加工精度和速度。
如果你的3D打印机允许你 表面处理粗糙、尺寸不规则或做工粗糙的部件问题几乎从来都不是“运气不好”或者 STL 模型有误:最常见的问题是缺少一个模型。 整体校准良好 机器的校准不仅仅是在切片软件上调整两个参数,而是要遵循一套结构化的方法,对打印床、挤出机、电机、温度、回抽等进行微调。
这听起来可能是一项艰巨的任务,但如果你按照逻辑顺序去做,你会发现它远不止如此。 比看起来更简单快捷只有在组装打印机、更换重要硬件或发现明显问题时,才需要执行更复杂的步骤。本指南提供全面的操作步骤,其灵感来源于最先进的校准系统(例如 Marlin、Klipper、OrcaSlicer、Bambu Studio、Cura、SuperSlicer 等),但以卡斯蒂利亚西班牙语讲解,并采用实用方法。如果您对您的打印机型号有任何疑问,请查阅[相关文档/合作伙伴/等等]。 树脂与线材 3D 打印机.
校准3D打印机究竟意味着什么?
当我们谈到校准3D打印机时,我们指的是调整和检查一系列参数,以便: 整个机械、电子和软件系统 协同工作。这不仅仅是“升高或降低温度”的问题,而是要从各个方面审视所有事项。 机器的物理状态 包括电机步数、流量、公差和补偿的计算。
区分 调整 y 校准调整是指改变单个数值(例如,将热端温度降低 5°C),而校准则涉及多个参数的调整。 测量、测试和调整 调整多个相关参数,直到结果一致(例如,同时校准挤出机、流量和温度)。
有些时候,进行一次认真的校准几乎是必须的: 组装新打印机时在移动或运输之后、更换电机、主轴、热端、挤出机或主板之后、更新固件时,或者当它们开始出现时 重复性缺陷 (例如,胶带、测量错误、粘合不良的层等)。
准备工作:清洁、机械检查和软件
在深入研究数字和公式之前,最好先花几分钟时间检查一下打印机是否正常工作。一台脏污或有故障的打印机会毁掉一切。 然而,即使固件中的校准非常完美。.
它以 清洁床面和喷嘴清除所有残留的粘合剂、粘在上面的塑料颗粒或之前打印留下的痕迹。打印床粘稠或喷嘴堵塞都可能导致这种情况。 挤出不足、首层打印质量差以及测试误差对于非常脏的喷嘴,通常采用“冷拔”法或直接更换喷嘴可以节省时间。
然后检查机械部件:确保 没有松动的螺丝。 在框架、电机支架、滑轮或皮带张紧器中,任何松动都会导致振动、运动不准确,进而导致校准测试中的测量结果不一致。同时,也借此机会验证…… 皮带的张力合适。 并且轴线移动平稳,没有卡顿。
在软件方面,最好准备一个好用的切片软件。目前,PrusaSlicer 的一些功能非常全面的分支版本脱颖而出,例如: OrcaSlicer、Bambu Studio 或 SuperSlicer除了 Cura 之外,它们中的许多还包括 专用校准菜单 以及自动测试生成器(温度塔、收缩率、流动性等),这大大简化了测试过程。
如果您使用 Marlin 或 Klipper,请检查您使用的版本是否足够新,并确认您已安装…… 客户端发送G代码 (OctoPrint、Mainsail/Fluidd、Pronterface、切片软件自带的终端等),因为有些设置是用 M 命令完成的,从 PC 启动它们更方便。
床面调平和 Z 轴偏移调整
正确找平床面是所有工作的基础。如果没有铺好的底层,无论其他部分多么完美, 印刷失败或脱落这里涉及两个因素:床面相对于轴线的相对平整度和喷嘴与表面之间的精确距离。
手动调平的经典方法是纸张调平法:在喷嘴和打印床之间放置一张纸,然后进行调整。 角螺钉 直到纸张滑动时略有阻力。在四个角和中心重复此调整,再次检查所有点,因为在校正一个点时,另一个点可能会出现偏差。 另一个人很容易发生错位。.
如果您的打印机有 自调平(BLTouch、感应传感器等)你并非完全可以避免这个问题:最好还是尽可能地将打印床弄平,否则固件需要进行过多的补偿,导致第一层打印出来的厚度不均匀。在自调平网格之后,调整…… Z轴偏移 因此,第一层既不像透明薄片那样扁平,也不像太厚以至于可以看到单独的线条。
在测试打印第一层(在整个打印床上打印方块或直线图案)时,使用以下功能: 婴儿学步 固件可以实时调整 Z 轴高度,并根据您的喜好设置精确高度。这最后的调整往往是决定第一层打印效果是平庸还是完美的关键。
电气校准:参考电压/电机电流
如果您的机器是入门级型号,或者您更换了驱动器/电机,则可能需要检查以下调整: Vref 或驱动器电流该值决定了驱动器向电机提供的电流;如果该值较低,您将会看到 步数减少 如果位移过多,电机和驱动器就会过热,导致故障甚至损坏。
要计算合适的电流,你需要三个信息: 驱动器类型(TMC2209、A4988 等)、电机额定电流 以及固件。许多廉价制造商只提供“峰值”电流,而不提供额定电流;在这种情况下,建议使用…… 更为保守的安全边际 (约为该值的 70-80%)以避免过热。
有一些在线计算器,只需输入驱动器类型、电机电流和安全百分比,即可给出计算结果。 Marlin 的 Vref 或 Klipper 的 run_current以及应用该功能的基本说明。获取该值后,在 UART/SPI 模式驱动程序中,您只需修改固件或文件中的相应参数即可。 printer.cfg;在独立模式下,您需要…… 测量并物理调整电位器 用万用表。
玩完 Vref 之后,最好做一件事 M503 (Marlin)或检查诊断输出(M122 在TMC中)以确认这些值是否一致,当然, 监测电机和驱动器的温度 经过几次长时间的印象。
挤出机步进校准(E步)
挤出机是材料系统的“心脏”。如果打印机认为它正在挤出 100 毫米的耗材,但实际上只有 92 或 110 毫米,那么其他所有部件都会不同步:你会发现…… 长期挤出不足或挤出过度、填充层不良或溢料过多因此,在调整切片软件中的流量之前,必须确保挤出机的每毫米步数设置正确。
一般步骤很简单:将热端加热至 灯丝工作温度在距离挤出机入口已知距离处(例如 120 毫米)标记耗材,然后命令挤出机从控制面板或终端挤出 100 毫米,并测量剩余距离与标记点的距离。两者之差即为实际挤出的耗材长度。
利用这些数据,您可以应用经典的校准公式: 新步数 = (当前步数 * 100) / 实际挤出长度您可以将新值输入到固件中(例如,通过 G 代码)。 M92 Ennn 在马林鱼中)和警卫 M500理想情况下,应该重复进行测试,直到要求测量 100 毫米时,实际测量值尽可能接近 100 毫米。
一些在线资源提供 e-steps 可视化计算器 你只需输入请求的内容和得到的结果,逻辑是一样的。需要注意的是,这种调整与切片器的流量校准不同:这里你需要设置精确的硬件参数,然后通过流量微调来修正细微的差别。
PID和MPC:稳定的温度控制
热端和热床的温度控制基于如下算法: PID(比例-积分-微分) 或者,最近在预测模型控制中(MPC 在 Marlin 固件中)。如果这些数值不匹配,在打印高要求区域时,你会看到锯齿状的温度曲线、剧烈的波动,甚至温度下降。
Marlin 中的自动调谐 PID 通常以如下方式启动: M303指定加热元件(热端或热床)和目标温度。固件会执行多次加热和冷却迭代,以计算 P、I 和 D 系数,并在完成后提供可供您应用的值。 M301 (热端)或 M304 (床)并把它们放在一起 M500经过良好调校的PID控制器能够控制温度曲线。 稳定性更高,且无大幅波动.
Marlin 最新版本中提供的 MPC 模式更进一步,它通过模拟热端的热行为来实现这一点。 预测它将如何应对塑料流动和通风的变化激活此功能需要在固件中配置一些额外的参数,并启动特定的自动调谐程序(例如,使用 M306但经过调整后,即使在恶劣条件下也能保持更加恒定的温度。
无论是传统的PID控制器还是MPC控制器,都值得花些时间研究这一点,尤其是在更换了加热块、加热棒、热敏电阻或热端类型之后,因为热曲线会发生改变。 完全改变.
X、Y 和 Z 轴步长和尺寸精度
确保运动轴的运动轨迹完全符合预期,是保证零件测量一致性的关键。在此,区分以下几点至关重要: 轴的实际运动 并且是作品的最终结果,因为在第二个作品中涉及更多因素(流动、材料膨胀、温度等)。
最可靠的方法是通过测量来校准 X、Y 和 Z 轴。 身体动作 使用游标卡尺、直尺或千分表,在结构上标记相距 100 毫米的两个点,或者使用打印的支撑结构。控制滑架或打印床移动 50-100 毫米,并测量其实际移动距离。使用该测量值,按照与挤出机相同的公式调整步进值。
许多人使用校准立方体作为 X/Y/Z 轴的参考,但它并不适合计算步长,因为打印尺寸会受到很大影响。 流动性、丝材公差以及塑料的膨胀/收缩立方体可用作验证测试,但不能作为计算的起点。
调整好移动步长后,您可以打印一个较大的立方体(30-40 毫米或更大),并检查尺寸是否在机器的合理误差范围内(对于家用打印机来说,0,05-0,1 毫米的偏差通常完全可以接受)。为了修正剩余的微小误差,最好使用…… 切片器中的补偿 (水平扩展,精细缩放)继续播放步骤。
在 Klipper,我们不使用步/毫米,而是使用 旋转距离这是根据运动学参数(皮带节距、皮带轮、微步进等)计算得出的。如果您使用的是 Marlin 固件,可以根据之前的步骤获得一个近似值,但建议重新计算或使用您打印机的官方配置文件作为基础。
流量调节和丝径
现在e步和轴步都已正确调整,是时候进行微调了。 物质流 它定义了切片器,通常以百分比的形式表示(95%、100%、103% 等)。此调整可补偿切片器中微小的变化。 实际丝材直径、成分及其熔化时的行为.
首先,用游标卡尺测量灯丝上相距约 10 厘米的几个点的长度,并计算…… 平均直径对于信誉良好的制造商,标称尺寸为 1,75 毫米的耗材,实际尺寸通常在 1,73 到 1,77 毫米之间;但在其他情况下,可能会出现 0,05 毫米或更多的偏差。将此平均值输入到切片软件的耗材参数中,以便更精确地计算耗材体积。
接下来,打印一个流动测试件,例如单壁空心立方体或一些可以测量壁厚的特定部件,并查看其是否符合要求。 配置线宽如果壁厚超出预期,说明挤出过度,应降低流量;如果壁薄超出预期,则应提高流量。许多高级校准器将此过程与杠杆活塞机构相结合,帮助您找到公差紧密匹配但又不会卡死的点。
最终调整后的流速值应保存在切片软件的耗材配置文件中,而不要在固件中更改。请记住,每个 材质类型和品牌 可能需要不同的流量,因此最好为每个线圈或至少为每个品牌和系列创建自己的配置文件。
温度塔:寻找最佳隔热窗
热端温度几乎影响一切:层间熔合、线材密度、表面光泽度、零件强度,以及打印桥接和悬垂结构的难易程度。无论标签上的规格说明多么详尽,每台打印机和每种特定的耗材卷都有其独特的特性。 你的最佳位置.
找到它的最直接方法是打印一份。 温度塔模型被分割成多个部分,每个部分对应不同的温度值。你可以使用插件(例如 Cura 中的 Calibration Shapes)生成这种模型,也可以使用 OrcaSlicer、Bambu Studio 或 SuperSlicer 的校准向导生成,这些向导已经预先插入了 G 代码,用于每隔 X 层改变温度。
检查塔架时,请注意哪一部分有 细节更丰富、无线头、层间粘合性好,两者之间达到了更好的平衡。温度过高会导致表面光亮、拉丝,甚至变形;温度过低则会导致层间粘合不良、线条熔合不牢,甚至挤出不足。选择 2-3 个合适的温度值范围,并根据零件类型(精细零件用较低温度,高强度零件用较高温度)在该范围内进行操作。
回缩:避免螺纹缠绕而不造成堵塞
回抽是指挤出机在真空环境下运动时,耗材向后轻微移动的现象。如果调整不当,就会出现令人头疼的[不清楚 - 可能是“孔洞”或“缝隙”]。 “线”或串表面有水滴,零件上有污垢。但过度清洁也会导致问题:堵塞、耗材磨损和边缘缝隙。
关键参数包括: 回缩距离、回缩速度、挤出速度、温度和挤出系统类型 (直接式或鲍登式)。直接式挤出机通常比鲍登式挤出机需要的距离更短,因为需要压缩和释放的管路长度更短。
为了进行校准,请使用特定的回缩测试:这些测试通常是 多柱塔或带槽圆柱体 这会导致许多空行程。我们的目标是不断调整距离和速度,直到找到能够最大限度减少螺纹数量且不出现间隙或挤出机咔嗒声的组合。
作为参考,您可以先参考一些指示性表格(例如,直达线路距离短且速度快,而博登线路距离较长且速度稍慢),然后根据实际情况进行调整。如果即便如此,您仍然遇到线路问题,还可以尝试…… 稍微降低温度 印刷或提高旅行速度。
公差和水平扩展
在许多功能部件中,问题不在于它们的尺寸是 20,03 毫米而不是 20,00 毫米,而在于…… 鞋带不合适或者太松这就涉及到水平公差:为了使两个部件能够紧密贴合而不摩擦或晃动,必须留出很小的余量。
塑料冷却时,会…… 收缩或膨胀 具体情况略取决于材料。在FDM成型工艺中,通常假定收缩率约为±0,5%;例如,ABS在大尺寸部件中收缩率可达2%,而PLA通常更稳定,但也存在一些小的收缩率波动。
为了调整这一点,最好打印一份 耐受性测试通常情况下,测试会设置一系列间隙或销钉,彼此之间的差异仅为十分之几毫米。目的是观察元件在哪些范围内可以自由移动,哪些范围能够完美契合,以及超出这些范围则无法继续契合。利用这些数据,您可以配置…… 水平扩展 切片机可以稍微“加厚”或“减薄”外壁来纠正这些影响。
有些切片软件已经将这些测试集成到其校准菜单中(例如,Orca Slicer 的 Orca 容差测试)。其他软件则允许您选择性地仅对特定切片应用扩展…… 孔或内表面当你想保持外部测量的精确性时,这非常有用。
悬挑结构、桥梁和层状通风
悬挑结构和桥梁是两者结合的一个很好的例子 流量、温度、通风和加速度如果需要填充支撑部件才能使其看起来体面,则可能存在调整不足的问题。
悬臂梁测试通常涉及逐渐增加的角度(30°、45°、60°等)。目的是确定您的机器能够打印的最大角度。 衣物不会滑落或垂得太低减小线宽,使用标准/小型喷嘴(0,4-0,2 毫米),并确保良好的层间通风,这些都有很大的帮助。
桥梁则是连接两点的“空中”材料。有一些模型可以创建桥梁。 长度从 10 毫米逐渐增加到 100 毫米 测试时应使用不同的打印速度、风量和风扇设置。通常情况下,打印桥接件时最好降低打印速度(例如 30-40 毫米/秒),并将风扇调至最高档位。但对于 PETG 等易损材料,则可能需要略微降低风量,以避免翘曲或堵塞。
为了改进这两种情况,设计时考虑FDM工艺也很有帮助:使用45°倒角代替锐角,将复杂零件分成几个部分,并调整模型方向,使…… 尽量减少关键悬垂部分.
接缝和表面处理
接缝就是切片机决定切割位置时通常出现的那条垂直线。 起点和终点 每一层都应如此。如果控制不当,就会出现细小的痕迹或台阶,影响作品的美观,尤其是在圆柱形或形状醒目的作品上。
现代覆膜机提供多种覆膜策略:将接缝对齐在角落、随机散布接缝,或更高级的技术,例如: 围巾缝它们试图通过将接缝融入图案中来掩盖接缝。此外,许多切割软件允许您“标记”希望接缝集中的区域(例如,在作品最不显眼的部分),并屏蔽其他区域。
如果接缝处出现凸起或破洞,还要检查以下几点: 缩回、滑行、擦拭和内部喷嘴压力有时,解决办法在于稍微降低压力(通过线性提前/压力提前,我们现在将看到),而不是仅仅调整接缝的位置。
支撑物:能够发挥其功能且可以无损拆卸。
支撑结构是必要的恶:它们有助于打印不可能的区域,但如果配置错误,它们也会造成问题。 与作品融为一体,或者留下难看的表面这里的关键在于找到密度、接触距离和界面层数之间的平衡。
在实践中,建议在支撑结构和零件之间使用界面层,以便实现这种过渡。 足够的垂直间距 合适的距离应该既便于移除,又能提供良好的支撑。如果距离太短,它们会粘得太紧,移除时会损坏表面;如果距离太长,悬空在支撑物上的贴片层会松动下垂。
打印特定的支撑测试,结合打印平台上的支撑和零件本身悬挂的支撑,有助于在不影响复杂模型的情况下调整这些参数。此外,拥有以下条件也很重要: 精细调节的温度和流量因为温度过高或材料过多的打印支撑物容易与其他物体熔合在一起。
线性提前/压力提前
线性提前(Marlin)或压力提前(Klipper)是一种补偿功能,用于补偿 喷嘴内的内部丝状物压力 当你改变速度时。如果没有它,在加速或刹车时,拐角处会出现过度挤压,线条会出现“凸起”,以及尺寸上的细微误差。
在 Marlin 系统中,该功能在高级配置文件中激活,并调整相关参数。 K为了进行校准,可以使用测试生成器在同一部件上创建具有不同 K 值的线条。打印时,您可以选择要打印的部分。 线条粗细更加均匀,边角更加锐利。,使用能达到该效果的最小 K 值。
同样,也有一些与 Marlin 和 Klipper 兼容的生成器,可以生成直线、拐角甚至塔状图案,用于评估不同压力提前值下的响应。一旦确定了压力提前值,理想情况下…… 按材质配置 在切片软件的耗材脚本中使用 G 代码,因为每个热端-挤出机-塑料组合的响应都不同。
输入整形器、加速度和振动伪影
当打印速度加快时,就会出现类似这样的瑕疵。 鬼影、振铃、波纹或 VFA/MRR (墙体表面出现细小的垂直纹路)。这些缺陷与结构的机械振动和电机共振有关,而与流量或温度关系不大。
当前固件,例如 Klipper 和最新版本的 Marlin,包括 输入整形它会改变加速度曲线以消除这些振动。为了进行调整,通常使用测试塔,在测试塔中改变滤波器的频率和类型;或者,也可以采用其他方法。 物理加速度计 连接到电路板以测量机器的实际响应。
例如,在 Marlin 固件中,可以使用如下命令配置输入整形器: M593 而且,在最近的版本(2.1.3)中,甚至可以将其与规划系统结合使用,例如 固定时间运动 (M493)用于更精确的控制。一般步骤是:首先找到打印机在不丢步的情况下能够承受的合理加速度极限,然后调整整形器,使其频率能够使打印塔内的振铃现象最小。
然而,任何输入整形器都无法取代 良好的机械基础刚性框架、对齐且张紧良好的皮带、无偏心的滑轮以及状态良好的电机。如果结构像吉他一样振动,软件也无能为力。
最大体积挤出量 (MVS) 和实际速度
每种挤出机和热端组合都有其物理极限,即能承受的量。 每秒可提取熔融塑料量如果超过这个限制,电机就会开始丢步,耗材会堵塞喷嘴,打印出来的层会很薄。所以了解打印机的最大体积速度(MVS)非常重要。
为了测量,通常采用如下步骤:将热端加热到对该材料而言略高的温度,然后命令其以一定温度挤出。 速度加快 以mm³/s为单位,并监测何时出现物料不足或挤出机发出咔嗒声的症状。有了该数值,您就可以计算出…… 最大理论打印速度 设置线宽和图层高度。
最先进的切片软件允许您将此MVS添加到耗材配置文件中。之后,它们会自动处理其余部分。 调整各部分的速度 避免超过热端极限,最大限度地提高机器产量,同时避免因热瓶颈而导致挤出不足。
启动和停止 G 代码,以及更换耗材
一切校准完毕后,就值得完成这项工作了。 良好的开头和结尾 G 代码 确保每次打印都能一致地开始和结束:完全归位、有序的热床和热端加热、耗材清洗、喷嘴清洁、完成后安全定位、风扇和加热器关闭等。
此外,当您更换耗材(不同材质、不同品牌,甚至不同颜色)时,建议至少 快速温度塔、收缩测试,以及(如果您追求精确度)流量检查切片软件的耗材配置文件甚至允许您为每个线轴添加特定的 G 代码,从而可以轻松自动执行这些小的调整,而无需更改整体打印配置文件。
如果你按照以下步骤操作——调平、轴向、挤出机、温度、流量、回抽、公差、运动动力学以及一致的G代码——你的打印机应该会像…… 可预测且可靠的机器第一层粘合牢固,尺寸合适,合身效果好,视觉缺陷也降到了最低;从那时起,任何未来的微调都将是针对每个项目进行改进,而不是每次推出新作品时都盲目摸索。

