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      類型分類:
      科普知識
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      3D打印

      3D打印機馬達失步的原因及其處理方法

      發布日期:2022-10-09 點擊率:49

        相信大家都有這種經驗(沒遇過的實在是狠幸福),一早起床發現打印作品被攔腰截成兩截,3D打印到一半的時候馬達失步了怎么辦?打印失步!!開始印的時候都沒問題阿,印的好好的。可是偷懶沒顧著機器,機器就跟著偷懶,出包給你看。(其實就算顧著,一樣會失步,而且束手無策。)G-code里面幾千個指令中,只要其中一個指令造成馬達失步,整件作品就毀了。

        發生失步的原因,其實狠簡單,就是工作需要的力量太大,馬達不夠力。所以解決失步的方向,不外乎加強馬達的力量(難),另外就是減輕馬達的負擔。

        加強馬達力量的方法,不外乎換更大顆的馬達,或是增加供應給馬達的電流。換更大顆的馬達,得要花大錢重新買,而且買來到底夠不夠力,也沒個準。42型步進馬達的規格中,身長要多長?電流要買多少的?都要靠復雜的仔細計算才能有參考。

        另外比較可行的也許是增加供應電流。大家買的馬達,額訂電流(電流上限)大約都是1.5~,但是4988驅動板上的電流供應設定,一般都不會超過1A。所以電流是可以再繼續提高的,不過4988驅動板要另外買,或是更換Rs電阻。電流提高后,還要面對4988散熱不良會燒毀的困擾,要千萬注意。

        以上是增加馬達力量的方法,除了既有4988驅動板的電流調高到接近1A以外,其他方法可行性都不高。另外一方面要設法減低馬達的負載,可以嘗試的方法就比較多了。

        1.放松皮帶的松緊度

        皮帶太緊,會增加馬達軸,還有墮輪的摩擦力。合適的松緊度,有助于馬達順利運轉,而且兼顧定位的精準度。

        2.減少馬達的負載重量

        打印平臺的玻璃、打印臺底板(有些人使用金屬),是Y軸負荷重量的主要來源。使用較薄的玻璃,或是用玻纖板替代原有的玻璃,可以減輕重量。在強度充足的前提下,打印臺底板上盡量鏤空,或使用更輕的材質,也可以減少Y軸馬達的負荷。

        X軸最大的重量負荷,來自擠出機馬達。如果把擠出機構改成遠端送料Bowden型態,可以大幅降低X軸馬達的負荷。

        3.降低打印速度

        車開慢一點,需要的力量就減低了,這不需要再解釋吧~~

        4.降低加速度

        這其實是最有效又實惠的解決辦法,可以印得又快又穩。

        牛頓運動定理中提到F(力量)=M(質量)xa(加速度)

        當加速度減小,所需的力量也會等比例得減小。雖然質量減小也有幫助,可是質量能減小的比例有限。加速度減小,可以改善失步,但是不代表“最高打印速度”也會跟著降低。只是加速到最高速度需要的時間會增長而已。所以降低加速度,但是不降低打印速度,仍然可以保有相當快的打印速度。只犧牲一些些打印時間,但是又不會失步,一舉兩得!

        加速度的設定,建議可以直接透過LCD修改Marlin韌體里的參數,然后儲存到EEPROM里面。也可以直接修改Marlin的Configuration.h設定檔,再重新燒錄到2560控制板。再不然也可以在切片軟體里面設定。

        Marlin的加速度設定,分為Default(預設)與Max.(最高)兩個部分。Default是當Gcode執行G0、G1等“移動指令”時所使用的加速度,預設值是3000mm/s2。當Gcode執行M204,嘗試著要修改Default加速度時,設定值不能超過Max.加速度的值。直接把Max加速度設定到3000mm/s2以下,才能有效避免Gcode里面的M204又把加速度調高。

        LCD控制板內選擇“Control->Motion->Amaxx”與“Control->Motion->Amaxy”可以修改Max.加速度。修改好后記得要使用“Control->Storememory”把設定值存入EEPROM中,下次開機才不必重新再調整一遍。

        如果想從Marlin的Configuration.h做修改,請找到這行:

        #defineDEFAULT_MAX_ACCELERATION{9000,9000,100,10000}把兩個“9000”的數字調低到合適的數字,再重新燒錄韌體進2560控制板。

        如果之前使用過EEPROM記錄設定值,記得要在LCD選擇“Control->RestoreFailsafe”,清除EEPROM中的設定,才會讓燒錄進去的設定值升效。

        修改成#defineDEFAULT_MAX_ACCELERATION{1500,1500,100,10000}

        切片軟體KISSlicer的加速度設定,在“Printer->Speed->XYAccel[mm/s^2]”

        Slic3r的加速度設定,在“PrintSettings->Accelerationcontrol(advanced)”。如果填0,Slic3r會使用3000mm/s2這個預設值。請把這個框框里所有的0,都修改成合適的加速度。

        至于加速度設定多少會合適呢?建議可以用二分法慢慢做實驗。預設值是3000mm/s2,所以第一次測試時使用1500mm/s2。如果不會失步,就再提升至1500-(3000-1500)/2=2250mm/s2;如果會失步,就要再降低至750mm/s2。重復幾次測試之后,應該就可以找出自己機器的合理設定值了。另外要注意,測試時打印速度也許可以設高一點,譬如100mm/s,而且千萬要記得關閉切片軟體的autocooling功能,要不然測試時使用較小件的模型,會讓切片軟體強迫減慢打印速度,導致實驗不準確。

        KISSlicer中,每層打印時間至少要10秒的設定,改成0秒,避免打印速度變慢影響實驗結果。

        Slic3r中,“Enableautocooling”自動降溫要取消勾選,避免打印速度變慢影響實驗結果。


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