راهنمای جامع سرویس دورهای پرینترهای سه بعدی – قسمت دوم
راهنمای جامع سرویس دورهای پرینترهای سه بعدی – قسمت دوم
در قسمت قبل، به طور مبسوط در رابطه با اهمیت نگهداری و سرویس دورهای پرینترهای سه بعدی صحبت کردیم، با قسمت های اصلی این پرنترها آشنا شدیم، نکات لازم در مورد برنامه ریزی جهت سرویس های دورهای را آموختیم و اصول اولیه تمیز کردن این پرینترها را نیز فراگرفتیم. در این قسمت از سری مقالات راهنمای جامع سرویس دورهای پرینترهای سه بعدی نیز با اصول کالیبراسیون پرینترهای سه بعدی بیشتر آشنا خواهیم شد.
اصول کالیبراسیون پرینترهای سه بعدی
کالیبراسیون پرینترهای سه بعدی فرآیند بسیار مهمی است که می توانیم با اجرای آن از دقت و صحت ابعادی قطعات چاپی اطمینان حاصل نماییم. در ادامه به برخی اصول و مراحل مهم کالیبراسیون پرینترهای سه بعدی اشاره میکنیم:
اصول کالیبراسیون پرینترهای سه بعدی
کالیبراسیون فریم و ساختار
کالیبراسیون فریم و ساختار پرینتر سه بعدی یکی از مراحل ابتدایی و بسیار حیاتی برای اطمینان از دقت چاپ است. این مرحله معمولا شامل اقدامات زیر می باشد:
بررسی قاب و فریم
ابتدا باید اطمینان حاصل کنید که قاب پرینتر کاملا محکم و بدون لرزش است؛ زیرا هرگونه لرزش میتواند منجر به بروز خطاهای چاپ گردد.
تراز کردن ساختار
سطوح افقی و عمودی فریم پرینتر باید کاملا تراز باشند تا محورهای X، Y و Z بتوانند بدون مشکل حرکت کنند.
اطمینان از ثبات فریم
کلیه اتصالات باید بررسی و در صورت لزوم سفت و محکم شوند تا فریم در حین کار پرینتر کاملا ثابت باقی بماند.
تنظیم موازی بودن میلهها
میلههای راهنما (ریلها) که محورهای X، Y و Z بر روی آنها حرکت میکنند، باید به دقت تنظیم گردند تا کاملا موازی باشند.
بررسی محور Z
اطمینان حاصل کنید که محور Z به صورت عمود بر فریم و موازی با محور X و Y قرار دارد تا لایهها به درستی روی یکدیگر قرار گیرند.
کالیبراسیون پیش بار ریلها (Preload calibration)
مطمئن شوید که بارهای محوری به درستی تنظیم شدهاند تا از سایش بیش از حد و افزایش اصطکاک جلوگیری گردد.
کالیبراسیون دقیق فریم و ساختار از اساسیترین بخشهای راهاندازی پرینتر سهبعدی بوده و ممکن است نیاز به استفاده از ابزارهای دقیق همچون سطحهای تراز، مترهای لیزری و گونیاها داشته باشد.
کالیبراسیون صفحه چاپ (Bed Leveling)
کالیبراسیون صفحه چاپ یا به اصطلاح Bed Leveling یکی دیگر از مهمترین جنبههای آمادهسازی پرینتر سهبعدی برای چاپ بوده و در دقت نهایی قطعات چاپی تاثیر بسزایی دارد. در ادامه مراحل اصلی کالیبراسیون صفحه چاپ آورده شده است:
کالیبراسیون صفحه چاپ (Bed Leveling)
تمیز کردن صفحه
قبل از هر گونه تنظیم، مطمئن شوید که صفحه چاپ کاملا تمیز است تا مانعی برای سطح چسبندگی ایجاد نکند.
پیش گرم کردن صفحه چاپ
برخی پرینترها نیاز به پیش گرم کردن صفحه دارند تا تمامی انقباضها و انبساطهای ناشی از گرما، قبل از تنظیم نهایی، صورت پذیرد.
تراز کردن اولیه
ابتدا باید چهار گوشه صفحه چاپ را تنظیم کنید. این کار معمولا با چرخاندن پیچها یا نابهای تنظیم کننده که در زیر صفحه قرار دارند، انجام میشود.
استفاده از کاغذ برای تست تماس
یک تکه کاغذ را میان صفحه چاپ و نازل قرار دهید و نازل را تا جایی پایین بیاورید که کاغذ با مقاومت خفیفی حرکت کند. این کار باید برای تمامی نقاط کلیدی صفحه انجام شود.
تکرار فرآیند کالیبراسیون
این فرآیند باید چندین بار تکرار شود تا از تراز بودن کامل صفحه در تمامی نقاط اطمینان حاصل گردد.
استفاده از تکنولوژیهای اتوماتیک ترازی
برخی از پرینترها دارای سنسورهای اتوماتیک برای تنظیم صفحه چاپ هستند که میتوانند فرآیند کالیبراسیون را سادهتر کنند.
انجام تست چاپ
پس از اتمام کالیبراسیون، یک قطعه تست چاپ کنید تا از صحت فرآیند کالیبراسیون اطمینان حاصل شود. این قطعه معمولا یک لایه بسیار نازک موسوم به Skirt یا Brim بر روی سطح صفحه چاپ میباشد.
توجه داشته باشید که با تغییرات دمای محیط یا جابجایی پرینتر، ممکن است نیاز به تنظیم مجدد صفحه چاپ باشد. لذا کالیبراسیون صفحه به صورت دورهای میتواند به کیفیت پایدار چاپ کمک شایانی نماید.
کالیبراسیون قطر نازل (Nozzle Diameter)
کالیبراسیون قطر نازل یکی دیگر از مراحل فرآیند کالیبراسیون است که تاثیر مستقیمی بر دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعات چاپی دارد. در اینجا چگونگی انجام کالیبراسیون قطر نازل آورده شده است:
کالیبراسیون قطر نازل (Nozzle Diameter)
اطلاعات دقیق نازل
ابتدا باید اطمینان حاصل کنید که دادههای مربوط به قطر نازل در نرمافزار برش (slicing software) به درستی وارد شدهاند. این دیتاها معمولا باید با اطلاعات فنی نازلی که استفاده میکنید، مطابقت داشته باشند.
بررسی تمیزی نازل
قبل از شروع کالیبراسیون، باید نازل را در رابطه با هرگونه کثیفی، گرفتگی یا سایش بررسی کنید.
انجام تست اکسترود فیلامنت
- حرارت دادن نازل تا دمای کاری مناسب برای فیلامنت مورد استفاده.
- اکسترود کردن یک مقدار معین فیلامنت (مثلا 100 میلیمتر) از طریق اکسترودر.
- اندازهگیری واقعی طول فیلامنتی که اکسترود شده تا از مقدار اعلام شده اطمینان حاصل کنید.
تنظیم مجدد در صورت لزوم
- اگر طول اکسترود شده با طول تنظیم شده در نرمافزار برش مغایرت داشته باشد، باید تنظیمات مربوط به اکستروژن موتور در نرمافزار را مجددا بررسی نمایید.
- این کار را میتوان با تغییر تنظیمات استپ موتورهای اکسترودر یا تغییر مقدار Flow rate انجام داد.
تست چاپ
پس از اعمال تغییرات، لازم است به منظور بررسی عملکرد، یک قطعه با دیوارههای نازک را چاپ کنید تا از صحت کالیبراسیون مطمئن شوید.
با توجه به اینکه نوک نازلها ممکن است با گذشت زمان و کثرت استفاده دچار سایش شوند، نیاز به کالیبراسیون مجدد نازل در زمانهای مختلف دور از ذهن نیست. این بخش از کالیبراسیون نیازمند دقت بالایی بوده و اغلب نیاز به انجام چندین بار تست خواهد بود.
کالیبراسیون اکسترودر
کالیبراسیون اکسترودر در پرینترهای سه بعدی برای اطمینان از دقیق بودن مقدار فیلامنتی که هدایت میشود، بسیار ضروری است. این فرآیند جهت اطمینان از این است که چاپگر دقیقا به اندازهای که باید، فیلامنت را اکسترود کند. در ادامه مراحل کلی کالیبراسیون اکسترودر توضیح داده خواهد شد:
کالیبراسیون اکسترودر
پیشگرم کردن اکسترودر
بسته به دمای عملیاتی مناسب برای نوع فیلامنتی که استفاده میکنید، اکسترودر را گرم کنید.
مارک زدن فیلامنت
یک مارک بر روی فیلامنت در فاصله حدود 120 میلیمتر بالاتر از بخش ورودی به اکسترودر قرار دهید.
یک مارک دیگر در 100 میلیمتر بالای مارک اول بزنید (این مارک دوم به شما اجازه میدهد اندازه واقعی را اندازهگیری نمایید).
استفاده از دستورات نرمافزاری
از دستورات مربوط به نرمافزار یا فرمور پرینتر برای اکسترود کردن 100 میلیمتر فیلامنت استفاده کنید.
اندازهگیری میزان اکسترود شده
پس از دستور اکسترود، مقدار فیلامنت باقیمانده میان ورودی اکسترودر و مارک اول را اندازهگیری کنید. این اندازهگیری باید با دقت انجام شود.
تنظیم مجدد
اگر اندازهگیری شما دقیقا 100 میلیمتر نبود، باید تنظیمات میزان استپ موتور در firmware پرینتر را اصلاح کنید.
اعمال تنظیمات و تست مجدد
پس از تنظیم مجدد، لازم است دوباره تست را انجام دهید تا اطمینان حاصل شود که تنظیمات جدید درست است.
این فرآیند را تا زمان رسیدن به دقت مورد نظر تکرار نمایید.
کالیبراسیون دقیق اکسترودر منجر به بهتر شدن انطباق لایهها، استحکام قطعه و استقامت کلی ساختار چاپی میشود. این فرآیند ممکن است به چندین تکرار نیاز داشته باشد تا کاملا دقیق شود.
کالیبراسیون حرکت محورها (X, Y, Z)
کالیبراسیون حرکت محورهای X، Y، و Z برای اطمینان از حرکت دقیق و صحیح پرینتر سه بعدی در هر بُعد ضروری است. در صورتی که کالیبراسیون به درستی انجام نشود، ممکن است ابعاد قطعه چاپ شده با ابعاد طراحی شده مطابقت نداشته باشد. برای انجام این کار، باید مراحل زیر دنبال شوند:
کالیبراسیون حرکت محورها (X, Y, Z)
تنظیمات صفحه کنترل
ابتدا باید اطمینان حاصل نمایید که تنظیمات نرمافزاری موجود در صفحه کنترل پرینتر (Controller Firmware) برای هر محور به درستی اعمال شدهاند.
چک کردن سفتی قطعات
مطمئن شوید که تمامی غلتکها و پیچها به خوبی سفت شده باشند تا از حرکت شل و ناپایدار جلوگیری گردد.
استفاده از شابلون یا خطکش
برای بررسی و تنظیم دقیق حرکت محورها، میتوانید از یک شابلون یا خطکش دقیق استفاده کنید. پرینتر باید قادر به حرکت دقیق به میزان مشخص شده توسط شما باشد.
اجرای دستورات حرکت
از دستورات کنترلی موجود در نرمافزار یا مستقیماً از طریق پنل پرینتر برای انتقال محور به مقدار مشخصی - مثلا 100 میلیمتر - استفاده شود.
اندازهگیری دقیق
اندازهگیری فاصلهای که هر محور حرکت کرده و مقایسه آن با استفاده از خطکش یا کولیس دیجیتال با مقداری که باید حرکت میکرده است.
تنظیم E-steps
اگر اندازهگیریها با ارقام مورد انتظار همخوانی نداشته باشند، باید E-steps برای محورهای مربوطه در تنظیمات پرینتر تنظیم مجدد شوند.
بهروزرسانی و ذخیره تنظیمات
پس از تنظیم مجدد E-steps، لازم است اطمینان حاصل نمایید که تنظیمات جدید به درستی در پرینتر ذخیره شدهاند تا در دفعات بعدی بدون نیاز به تنظیم مجدد روشن شوند.
تست چاپ
برای اطمینان از دقت تنظیمات، توصیه میشود که یک قطعه با ابعاد دقیق چاپ شود تا بتوانید به سادگی میزان دقت ابعادی را بررسی نمایید.
این فرآیند ممکن است چند بار نیاز به تکرار داشته باشد تا به کالیبراسیون ایدهآل برسید. حتما توجه داشته باشید که همیشه اندازهگیریها باید با دقت انجام شود و از ابزارهای مناسب برای این کار استفاده گردد.
کالیبراسیون سرعت و دما
کالیبراسیون سرعت و دمای پرینتر سه بعدی شامل تنظیم سرعت حرکت نازل و دمای آن جهت دستیابی به بهترین کیفیت چاپ و اطمینان از اتصال صحیح لایهها بدون ایجاد نقص است. در ادامه مراحلی برای کالیبراسیون سرعت و دما آورده شده است:
کالیبراسیون سرعت و دما
کالیبراسیون دما
- انتخاب یک دمای شروع بر اساس نوع فیلامنتی که استفاده میکنید. معمولا توصیههای سازنده بر روی بستهبندی فیلامنت نوشته شده است.
- چاپ کردن یک برج دمایی (temperature tower) که طرحی است مخصوص تنظیم دمای طراحی شده و به شما اجازه میدهد تا تاثیر دما را روی چاپ در بازههای مختلف دمایی بررسی نمایید.
- بررسی کیفیت چاپ در بازههای متنوع و انتخاب بهترین دما برای چاپ با توجه به نتایج.
کالیبراسیون سرعت
- شروع با یک سرعت پایه که باز هم معمولا در این زمینه توصیههای مفیدی از سوی سازنده وجود دارد.
- چاپ یک قطعه آزمایشی با سرعتهای مختلف و مشاهده تاثیر هر سرعت روی دقت و کیفیت چاپ.
- انتخاب سرعتی که بهترین تعادل میان زمان چاپ و کیفیت نهایی را ارائه دهد.
توجه به چند نکته مهم در کالیبراسیون دما و سرعت:
- ممکن است نیاز باشد دما را برای انواع مختلف فیلامنت و حتی رنگهای مختلف یک نوع فیلامنت تنظیم کنید.
- سرعتهای بالاتر ممکن است منجر به کیفیت پایینتر چاپ شوند، اما زمان کمتری نیاز داشته باشند؛ در حالی که سرعتهای پایینتر معمولاً کیفیت بالاتر با زمان بیشتری ارائه میدهند.
بسته به فیلامنت، پرینتر و طراحی مورد نظر، ممکن است نیاز باشد تنظیمات مختلفی را امتحان کنید تا بهترین نتیجه را بدست آورید. همچنین، احتمالا برای قطعات با ابعاد یا جزئیات مختلف نیاز به تنظیم مجدد دما یا سرعت خواهید داشت.
کالیبراسیون Flow Rate
کالیبراسیون Flow Rate یا نرخ جریان اکستروژن فرآیندی است که توسط آن مقدار دقیق فیلامنتی که از نازل در یک زمان مشخص خارج میشود، تنظیم میگردد. این کالیبراسیون به حصول اطمینان از مطابقت میزان فیلامنت اکسترود شده با آنچه نرمافزار برش (Slicing Software) پیشبینی کرده است، کمک میکند.
کالیبراسیون Flow Rate
در ادامه، مراحل کلی کالیبراسیون Flow Rate آورده شده است:
چاپ یک قطعه آزمایشی
یک مکعب خالی (بدون پر کردن درونی یا Infill) با دیوارههای تک لایه چاپ کنید. اغلب اوقات، هدف این است که ضخامت دیواره دقیقا با تنظیمات نرمافزار برش مطابقت داشته باشد (معمولا این ضخامت برابر با عرض نازل است).
اندازهگیری دیوارههای مکعب
با استفاده از یک کولیس دقیق، ضخامت دیوارههای مکعب چاپی را در چند نقطه مختلف اندازهگیری کنید.
محاسبه میانگین ضخامت
میانگین مقادیر اندازهگیری شده را محاسبه نمایید تا ضخامت میانگین دیواره نیز به دست آید.
تنظیم نرمافزار برش
نرخ جریان جدید را در تنظیمات نرمافزار برش اعمال نموده و یا این گزینه را مستقیماً از روی صفحه کنترل پرینتر تنظیم کنید.
تست مجدد چاپ و اندازهگیری
بعد از تنظیم Flow Rate جدید، همان قطعه آزمایشی را دوباره چاپ نموده و مجدداً ضخامت دیوارهها را اندازهگیری نمایید.
تکرار فرآیند در صورت لزوم
اگر ضخامتهای جدید همچنان با مقادیر پیشبینی شده مطابقت ندارند، کل فرآیند را به منظور رسیدن به دقت بیشتر تکرار کنید.
تنظیم صحیح Flow Rate به جلوگیری از چاپ بیش از حد (over-extrusion) یا کم چاپ شدن (under-extrusion) کمک نموده و منجر به یک چاپ با کیفیت بالا و ابعاد دقیق خواهد شد.
کالیبراسیون میتواند به صورت دستی یا با استفاده از ابزارهای نرمافزاری که به طور خودکار کالیبراسیون را انجام میدهند، صورت گیرد. همچنین، بازبینی دورهای این کالیبراسیونها برای حفظ کیفیت چاپ ضروری می باشند.