硬件随笔 - RRF (RepRapFirmware) 应力释放相关调优

翻译自 DuetWiki Pressure_advance 条目及论坛相关指南并根据实际情况添加内容

划重点:3D 打印机的调优是黑魔法,任何机械装配精度、温度变化、材料本身性质及环境湿度都会影响到打印质量,应力释放只是消除其中一个因素。

什么是应力释放?

压力推进旨在补偿材料和挤出机系统的应力。至少有三个应力来源:

  • 远程挤出机送料管中的材料丝表现得好像它是可压缩的,因为它的直径通常比管的内径小 0.25 毫米。当它处于张力状态时,它将采用送料管允许的最短路径。但当它受到压缩时,它会左右弯曲,因此管中的材料长度会更大。
  • 材料本身具有轻微的可压缩性。
  • 为了产生扭矩,步进电机转子的角度必须滞后于线圈中电流控制的角度。材料抵抗进料的次数越多,滞后角就越大。所以电机本身也带有点 “弹性”。

每当挤出速度增加时,这些因素都会导致挤出不足:例如,当喷嘴必须从零或接近零的速度加速时,例如在线条的起点处,这是因为在移动开始时进料的一些材料用于抵消应力并增加压力。
同样,当挤出速度降低时,例如当喷嘴在线条末端减速时,就会出现过度挤出。这是因为即使在挤出机驱动器减速或停止后,送料管中的压力也会继续推动细丝通过喷嘴。

应力释放通过在挤出速度增加时通过挤出机驱动供给额外的细丝来补偿应力,而在挤出速度降低时通过挤出机供给较少的细丝,这会使材料在减速阶段的最后部分进行一个缩回的动作。

从数学上讲,它是这样工作的:
实际挤出速度 = 请求的挤出速度 + (K * 挤出机加速度)
常数 K 是您配置的应力释放量。

如何启用和配置应力释放

应力释放配置关联在每个挤出机驱动器上。不同的挤出机驱动器可以具有不同的应力释放设置。要在挤出机驱动器上启用压力推进,请使用以下命令形式:
M572 D0 S0.1
D 参数是挤出机编号,S 参数是您希望该挤出机配置的应力释放量。要为多个挤出机设置相同的 S 参数,请列出每个挤出机的 D 值,用冒号分隔:
M572 D0:1 S0.1
要为不同的挤出机分配不同的值,您需要使用单独的 M572 命令。

使用应力释放多少?

所需的应力释放量将根据影响挤出系统应力的许多因素而变化,例如热端和挤出机齿轮之间的距离、材料类型、打印速度和温度、加加速度和加速度值。主要因素是挤出机和热端之间的远程挤出机送料管长度。在某些情况下,非常长的远程挤出机送料管 (1m) 可能需要接近 1.0 甚至 2.0 的 S 值。而像 Titan Aero 这样的直接驱动挤出机具有良好的结果,其值约为 0.05。

PLA 调优的一个很好的起点如下:

近程挤出:S0.025 及以上
短远程挤出机(送料管长度约 200mm):S0.1 及以上
中远程挤出机(送料管长度约 400mm):S0.3 及以上
长远程挤出机(送料管长度约 600mm):S0.5 及以上
非常长的远程挤出机 (送料管长度 800mm 及以上):S0.7 及以上

这些只是起点,您的特定设置可能需要更多或更少。唯一确定的方法是实际的打印测试。不同的材料可能表现得非常不同。

启用应力释放的副作用

如果您使用大量的应力释放,则挤出机可能会在移动结束时缩回材料。如果该移动之后本身就有回缩灯丝的操作,那么回缩的总量对于您的热端来说可能太大了。因此,当您启用压力推进时,您应该考虑减少回缩。

当挤出机加速度改变时,挤出机速度必须瞬时改变。如果配置的挤出机加加速度太低而不允许这样做,则挤出机加速度将被限制以满足的最大挤出机加加速度,这反过来又会限制打印加速度。因此,如果启用压力提前会减慢打印速度,这可能表明 M566 命令中配置的允许挤出机加加速度过低。这对于像 Zesty Nimble 这样使用高传动比和低加加速度值的远程直接驱动挤出机来说可能是个问题。

此外,当使用压力推进时,周边和实心填充线之间可能存在间隙。为了解决这个问题,可能需要调整切片器中的填充重叠值。