3D打印的各種問題及解決方案
時(shí)間：2015-07-07 13:45 來源：南極熊 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
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3D打印機(jī)已經(jīng)買回來幾個(gè)月了，基本上每天都要打印一些東西，期間遇到了很多的問題積累了很多的經(jīng)驗(yàn)。雖然現(xiàn)在桌面級(jí)的3D打印也算是比較簡(jiǎn)單好用了，但要追求好一點(diǎn)的打印質(zhì)量，還是得折騰。
打印機(jī)的校準(zhǔn)包括X、Y、Z和A、B（就是噴頭）兩個(gè)軸的校準(zhǔn)。最重要的是XYAB，因?yàn)樗麄冎苯雨P(guān)系到打印的尺寸大小及表面質(zhì)量。
Cura和Slic3r等工具導(dǎo)出的是GCODE格式。GCODE格式使用明文描述路徑。Sailfish Firmware只支持X3G文件，是一種二進(jìn)制文件。由于打印機(jī)所使用的CPU速度較慢，處理文件并轉(zhuǎn)換成脈沖比較慢，會(huì)影響打印質(zhì)量。所以使用GPX工具將GCODE轉(zhuǎn)換為X3G后，每個(gè)指令所走的位置都已經(jīng)轉(zhuǎn)換成脈沖，甚至可以對(duì)一些路徑進(jìn)行加減速的處理。打印機(jī)的CPU就可以直接的讀取脈沖并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
在轉(zhuǎn)換的過程中，XY的steps per mm這個(gè)參數(shù)非常重要，講的是走一個(gè)毫米需要多少的脈沖，如果該值過小，則會(huì)少走一些距離，造成距離偏小。這個(gè)和機(jī)器的結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系，牽扯到同步齒的齒數(shù)、電機(jī)的參數(shù)等，RepRap Calculator提供了這個(gè)參數(shù)的計(jì)算器，非常方便。
MBot最初用的是17齒的齒輪，和Replicator是一樣的。后來經(jīng)過改進(jìn)用了18齒的齒輪，和Replicator 2是一樣的。通過計(jì)算器可以看到，88.89 steps/mm是理論值，但是MBot和Replicator 2中用的是88.573186這個(gè)值。和88.89比較起來，會(huì)少走一些距離，導(dǎo)致最后打印尺寸偏小。dcnewman開發(fā)的GPX提供了正確的參數(shù)，但截至目前尚有一些問題，不建議使用。
為了矯正88.57帶來的誤差，可以采用自定義的配置文件進(jìn)行配置。mbot.ini是我的Mbot Cube的配置文件，在使用gpx的時(shí)候，指定gpx -c mbot.ini xxxx.gcode即可正確轉(zhuǎn)換。
當(dāng)然你的打印機(jī)可能依然不是正確的，需要使用一些工具進(jìn)行矯正。傳統(tǒng)的做法是使用20mm calibration box，測(cè)量外觀尺寸。但這樣做有一個(gè)缺點(diǎn)，由于噴頭擠出的塑料可能有誤差，會(huì)造成糾正的值將外殼的誤差也算進(jìn)去了。正確的測(cè)量方式是使用calibration sticks，根據(jù)不同的打印平臺(tái)的長(zhǎng)度，分別進(jìn)行XY的測(cè)量，然后測(cè)量出兩個(gè)缺口的距離。這樣可以排除噴頭的誤差。
我的打印機(jī)使用88.89，打印出來的距離正確。
噴頭的step per mm會(huì)對(duì)擠出的塑料的多少有影響，在機(jī)械結(jié)構(gòu)不變的情況下，該值越大，則擠出的料越多。過多的料稱之為過擠出，會(huì)造成外觀尺寸偏大，內(nèi)圓半徑變小，頂層可見各種重疊的塑料；擠出過小，會(huì)造成外觀尺寸變小，內(nèi)圓半徑變大，頂層可以見各種孔洞。正確的噴頭參數(shù)，會(huì)對(duì)打印質(zhì)量造成非常大的影響。
Calibrate your 3D printer提供了調(diào)整噴頭的參數(shù)方法，當(dāng)然這篇文章也提到了如何修正其它參數(shù)。還有一種普遍使用的方式是在材料上做好標(biāo)記，然后走10cm，測(cè)量實(shí)際走的長(zhǎng)度。當(dāng)然對(duì)于不能用print run的打印機(jī)，我寫了一個(gè)gcode文件，執(zhí)行后會(huì)自動(dòng)走10cm，然后測(cè)量實(shí)際的長(zhǎng)度。我的打印機(jī)是正確的，所以對(duì)于噴頭也不用做過多的處理。
打印中非常常見的問題是孔變小，通常孔會(huì)變小0.5mm左右，如果打印這個(gè)圖形，很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)無法插上。測(cè)量孔的直徑，會(huì)發(fā)現(xiàn)孔小0.5mm，而柱子的直徑是正常的。
我在MBot Cube打印，結(jié)果是這樣。然而在FlashForge Creator Pro上面，則兩個(gè)可以插上。這個(gè)問題困擾了我很久，至今還沒有解決。試過將同樣的gcode文件分別轉(zhuǎn)換成兩種機(jī)型的x3g進(jìn)行打印，還是一樣，所以可以排除一些切片器的問題。在研究這個(gè)問題中，有一些文章可以參考。
雖然我沒用過最終解決這個(gè)問題，但以下是有一些方法可以改善這種問題：
你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)打印園的起始的連接部位會(huì)有一些凸起，并且圓可能是橢圓。如果觀察一下打印時(shí)候的速度及噪音，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在打印圓的時(shí)候可能會(huì)嘎吱嘎吱的響。這是因?yàn)閳@會(huì)拆分成多條直線，導(dǎo)致每條直線會(huì)起起停停，在速度較高的時(shí)候可能會(huì)造成一些丟步或者抖動(dòng)。解決方法是打印周長(zhǎng)的時(shí)候，選擇小一些的速度，例如40mm/s，這樣打印質(zhì)量就會(huì)很好了。觀察Simplify3D的GCODE，發(fā)現(xiàn)它可能對(duì)不同的周長(zhǎng)做了不同的處理，小的圓弧走的速度較慢，打印質(zhì)量很好。
如果擠出正常，頂層出現(xiàn)孔洞，則需要將Top/Bottom的層數(shù)設(shè)置得更好，一般1mm左右能夠得到很好的效果。另外infill的百分比也比較影響，因?yàn)閕nfill很低(10%以下）的時(shí)候，打印Top的時(shí)候就會(huì)變成Bridge，造成打印質(zhì)量下降。
Sailfish Firmware中有一個(gè)Accerlation的選項(xiàng)，該選項(xiàng)打開時(shí)固件會(huì)根據(jù)當(dāng)前的GCODE生成相應(yīng)地加速度，使得打印機(jī)在降速和提速的時(shí)候，能夠平穩(wěn)的以一定的加速度進(jìn)行提速。關(guān)閉時(shí)，會(huì)始終以電機(jī)的最大能力作為最大加速度進(jìn)行加減速，當(dāng)電機(jī)無法接受預(yù)定的速度時(shí)，會(huì)造成丟步，久而久之積累下造成打印錯(cuò)層。
我的打印機(jī)一直有嘎嘎嘎的噪音，晚上打印的時(shí)候聲音巨大，關(guān)上門隔一個(gè)屋子都能聽到。軸承都是加了油還是一樣。
經(jīng)過排查，最終發(fā)現(xiàn)是中間的塑料塊裂了。這個(gè)塑料塊的非常重要，應(yīng)該是和XY的垂直度有很大的關(guān)系。換了以后基本上就恢復(fù)了。
第一層不粘連的問題，其實(shí)很頭痛。和以下因素有關(guān)：
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