Startguide Episode 3: Feintuning des FDM Druckers

INTERMEDIATE SERIE – Feintuning:

PID Tuning:

Das PID Tuning kontrolliert, wie der Drucker die Temperaturen an Düse und Druckbett erreicht und hält. Wenn diese PID Einstellung falsch ist, können eingestellte Temperaturen schwanken. Dies ruft Fehlerstellen im Druck hervor und führt im schlimmsten Fall zum Abbruch des Druckes.

Um die PID Einstellungen vorzunehmen, gehen wir in den Einstellungen unter „Andere Einstellungen“ auf „Erweiterte Optionen“. Hier sehen wir die HOTEND PID Calibration und die HOTBED PID Calibration. Diese führen wir durch und wählen für die Kalibrierungstemperatur die Temperatur, mit der wir am häufigsten drucken. Bei PLA/PETG ca. 200-220 Grad Celcius, für ABS/ASA oder Nylon dementsprechend eine höhere Temperatur. Für das HOTBED 60° für PLA oder 80-85° für PETG/ABS/ASA etc..

E-Steps / Rotational Distance:

Ist dies erledigt, müssen wir uns noch um den Förderweg des Extrudermotors kümmern. Dies wird meist E-Steps genannt. Bei Creality heißt diese Einstellung Rotational Distance. Die Kalibrierung dieser Einstellung ist wichtig, um Unter- oder Überextrusion zu vermeiden, oder in anderen Worten: Vermeiden von zu wenig oder zu viel Filament, das aus der Düse gedrückt wird.

Um dies Einzustellen lassen wir den Drucker einfach eine bestimmte länge Filament fördern und messen mit einem Messschieber das Ergebnis. Dazu messen wir mit dem Messschieber oder ein Lineal 100mm vom Eingang in den Extruder und setzen uns hier eine Markierung. Falls die E-Steps ab Werk zu hoch sind, setzen wir uns zur Sicherheit noch eine weitere Markierung bei 120mm.

Jetzt könnten wir über das Menü direkt 100mm extrudieren auswählen. Dies würde ich jedoch nicht empfehlen, da hierbei mit einer zu hohen Geschwindigkeit extrudiert wird, was zu einem hohen Gegendruck in der Düse führen wird. Dies verfälscht das Ergebnis. Da wir mittels Klipper/Open Software Zugang zur Konsole des Druckers haben, senden wir den extrudier Befehl besser hierüber. So können wir die Geschwindigkeit selbst bestimmen.

Hierzu Navigieren wir über die Einstellungen zu „Anderen Einstellungen“ abermals in die „erweiterten Optionen“ und aktivieren hier die Schieberegler „Console“. Nun ist die Konsole auswählbar im Controlpanel. Bevor wir hier hineingehen, werfen wir noch einen Blick in den erweiterten Optionen auf den Punkt „Extrusion Configurations“. Hier finden wir den Wert Extrusion Rotation Distance. Diesen merken wir uns (bei mir 32.473mm). Nun zurück im Mainscreen erhitzen wir die Düse auf einen Wert, den das genutzte Material benötigt. Ich nutze hier PLA, also stelle ich die Düsentemperatur auf 220°. Hier ist es ratsam, den Wert etwas höher zu setzen, dass der Gegendruck für diesen Test geringer ausfällt.

Ist das HOTEND auf Temperatur, gehen wir in die Konsole und schreiben folgendes Kommando:

m83 <enter> (dieser Befehl setzt den Extruder in den Realitv Koordinaten Modus)

g1 e100 f100 <enter> (e100 lässt 100mm Filament extrudieren, f100 setzt die Geschwindigkeit auf 100mm/s)

Ist dies erledigt, messen wir nun am zuvor markierten Filament den real extrudierten Wert (bei mir wurden 104mm extrudiert, oder anders ausgedrückt, mein erster Marker wurde eingezogen und ich messe noch 16mm Restweg zum zwieten Marker). Jetzt kommt etwas Mathematik: Wir teilen unseren aktuellen Extrudierweg (bei mir die 104mm) durch den erforderlichen Extrudierweg (100mm). Als Ergebnis erhalte ich hier 1.04. Diesen Wert multiplizieren wir nun mit dem Wert der zuvor gesetzten Rotational Distance (32.473mm). Die ergibt den neuen Wert für die Rotational Distance / E-Steps = 33.772. Diesen Wert setzen wir nun im Erweiterten Konfig-Menü ein.

Nach einem Neustart des Systems überprüfen wir unsere geänderten Einstellungen. Wir erhitzen die Düse wieder auf 220° und geben in die Konsole erneut obige Befehle ein. Jetzt sollte der 100mm Marker genau am unteren Messpunkt stehen bleiben. Ist dies nicht der Fall, muss die Kalibrierung erneut von vorne durchgeführt werden.

Ist dieser Schritt erfolgreich, senden wir den Befehl

m82 <enter>

in die Konsole, was den Drucker wieder zurück in absolute Koordinaten zurücksetzt.

Nun ist der Drucker Hardwareseitig eingestellt. Jetzt liegt es nur noch an euren Slicer-Einstellungen, wenn die Ergebnisse nicht zufriedenstellend werden.

DOCH STOPP! Eine Sache wäre da noch.

Input Shaper:

Einige Drucker besitzen einen im Druckkopf integrierten Beschleunigungssensor, im Falle eines Sonicpads wird ein externer Sensor geliefert, der nur für den Test montiert wird. Doch was ist Input Shaper überhaupt? Ein anderer Begriff hierfür ist Resonanz Kompsenation. Einfach gesagt kalibriert diese Funktion den Effekt, den die Stepper-Motoren auf die Bewegung des Druckkopfes haben und zeitgleich steuert es die Trägheit des Druckkopfes aus.

Dadurch lassen sich negative Effekte wie z.B. das Ghosting (siehe Bild rechtsoben) verringern oder gar abschalten. Diese Effekte treten vermehrt auf, je höher die Druckgeschwindigkeit wird. Um die Wirkung dieser Funktion zu verdeutlichen, habe ich zwei Drucke erstellt. Einmal ohne und einmal mit Input Shaper. Bilder sprechen mehr als Worte, daher seht euch nachfolgendes Ergebnis an…

Um die Kalibrierung vorzunehmen, müssen wir am Beispiel des Ender3 S1 Pro den mitgelieferten Sensor am Druckkopf befestigen. Da es sich bei diesem Drucker um einen Bettschubser handelt, können wir mit dieser Methode jedoch nur die Resonanzfrequenzen in X und Z Richtung ermitteln. Für die Y-Richtung muss der Sensor am Druckbett angebracht werden. Dieser Schritt kann bei einem K1/K2 oder anderen Core XY Druckern entfallen.

Um den Sensor am Druckkopf oder am Druckbett zu installieren, stellt Creality eine passende Halter-Datei auf der Produktseite des Sonicpads bereit. Diese müssen wir zuerst herunterladen und Drucken. Für die Halteklammer am Druckbett empfehle ich direkt einen BRIM von 10-20mm einzustellen. Dadurch erhöhen wir die Haftung für den Sensor, da die Halteklammer für den Test des Inputshapers nach dem Druck NICHT vom Druckbett gelöst wird. Außerdem muss der Halter 30-40mm in Y-Richtung weg von der Mitte des Druckbettes Positioniert werden, sodass beim Homing-Prozess der Halter nicht im Weg ist und diesen stört.

Bevor der Input-Shaper Test durchgeführt wird, sollte man nochmal die Riemenspannung kontrollieren und alle Laufbahnen der Rollen säubern. Außerdem ist wichtig, dass die Pfeile auf dem Beschleunigungssensor in die richtige Richtung der Achsen zeigen. Um den Test zu starten, gehen wir im Configure-Menü auf Other Settings und dort auf Advanced Options. Hier finden wir den Punkt „Measuring Resonances“. Diesen wählen wir aus.

Nun müssen wir auswählen, welchen Typ von Drucker wir haben. Mit oder ohne beweglichem Druckbett. Ist der richtige Drucker ausgewählt gehen wir auf „Next“. Nun werden wir aufgeforterd den Sensor zu montieren. Ist die erledigt „Next“. Nun startet der Drucker den Input Shaper Test für die X-Achse.

Ist dies erledigt werden wir aufgefordert den Sensor an dem Druckbetthalter zu montieren um den Test für die Y-Achse durchzuführen. Natürlich entfällt dies, wenn wir keinen Bettschubser, sondern einen Core-XY Drucker nutzen. Nach getaner Arbeit speichert Klipper die Ergebnisse in seiner Config-Datei und wir sind fast fertig mit unserer Einstellung.

Da die Ergebnisse des Input Shapers nun in der Datenbank abgespeichert sind, müssen wir im Slicer-Programm lediglich die Einstellung für die Beschleunigungskontrolle deaktivieren, da wir diese Kontrolle nicht über den Slicer nutzen wollen, sondern eben nativ über die Datenbank des Druckers.

In Cura heiß der Menüpunkt „Enable Accelartioncontrol“. Diesen deaktivieren.

In Orca müssen alle Beschleunigungswerte einfach auf 0 gesetzt werden.

Jetzt haben wir noch eine letzte Runde in unserem Einstellungs-Excess zu drehen:

Pressure Advance:

In Arbeit…