Автоматическая калибровка стола на большом 3D-принтере — нужна или нет?

В любой технологии 3D-печати, будь то печать пластиком, металлом или фотополимером, есть самый главный момент, определяющий то, будет ли печать успешна или закончится провалом — я говорю о печати первого слоя.

Качество печати первого слоя, в свою очередь, определяется главным образом ровностью поверхности рабочего стола и адгезией используемого материала к поверхности.

Сегодня предлагаем вам информацию к размышлению о ровности рабочего стола и о том, как производители 3D-принтеров борются с неровностью с помощью программной коррекции.

Зачем нужна автоматическая калибровка стола

Качество печати первого слоя зависит от того, насколько точно соблюдается расстояние между соплом экструдера и поверхностью рабочего стола. Как вы понимаете, это расстояние может уменьшаться или увеличиваться если стол будет неровный.

Для лучшего понимания перейдем к цифрам. Для примера возьмем высоту первого слоя равной 0.2мм. То есть в идеальном случае сопло должно быть относительно стола на расстоянии 0.2мм в любой точке стола. В реальности же всегда присутствует некоторая погрешность, но допустимая погрешность при FDM-печати пластиком — это до 10% от высоты слоя. Получается, что минимальное расстояние в нашем случае это 0.18мм, а максимальное —  0.22мм.

Проблема ровности рабочего стола особенно остро стоит на больших 3D-принтерах. На малых принтерах (до 300мм) перекос возникает по всей длине стола и справиться с ним можно подняв или опустив один из углов. На больших же 3D-принтерах неровности возникают не только по всей длине, но и в виде локальных выпуклостей или провисаний.
Представьте насколько сложно получить разогревающийся до 100 градусов рабочий стол, размером 1 х 0,5 метра, поверхность которого отклонялась бы от идеальной плоскости не более чем на 0.02 мм!

Производители больших 3D-принтеров часто не стремятся сделать поверхность рабочего стола достаточной ровности. Но, что бы 3D-печать все-таки была осуществима, используют программную коррекцию кривизны рабочего стола.

Как работает автоматическая калибровка

Перед началом печати принтер измеряет кривизну стола с помощью контактного либо лазерного датчика расположенный на экструдере. В результате получается координатная сетка из измеренных высот. После чего запускается печать и в дело вступает программная коррекция положения экструдера в пространстве, в результате чего он при печати каждого слоя движется не только в плоскости XY, но и по оси Z.

Виды программной коррекции

Автоматическая калибровка стола на большом 3D-принтере - нужна или нет?

Плюсы и минусы автоматической калибровки рабочего стола

Плюсы:

  • Возможность использовать для печати изначально кривой или искривляющийся со временем рабочий стол
  • Нет необходимости ручной настройки стола

Минусы:

  • Напечатанное изделие получается искривленным на опорной поверхности (в большинстве реализаций)
  • Уменьшение надежности из-за добавления в конструкцию высокоточного датчика, а зачастую и его приводной механики
  • Неработоспособность станка в случае выхода из строя датчика стола
  • Особые требования к поверхности стола из-за особенностей датчика: для лазерных — невозможность использования стекла, для индукционных — невозможность использования неметаллических поверхностей, для оптических — необходимость отсутствия загрязнений, и т.д.

Выводы

Автоматическая калибровка стола — полезная функция 3D-принтера, облегчающая получение изделий при печати

Эта функция имеет свои плюсы и минусы. Приемлемы ли минусы при печати ваших изделий — решать только вам.

В 3D-принтерах компании Царь3D мы, в данный момент, не используем автоматическую калибровку стола, т.к. выполняемые на нашем оборудовании заказы на печать требуют максимальной точности, а отсутствие дополнительных датчиков увеличивает надежность оборудования при промышленном использовании в круглосуточном рабочем режиме.