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如何让你的3D打印机更快点

字号+ 作者:老马 来源:未知 2016-07-31 11:37 我要评论( )

大家了解3D打印机的打印原理吗?怎么打印出一件件惟妙惟肖的东西的呢?其实非要形容一下那就像是蜘蛛吐丝一样一层一层逐步打印出来的。但是在打印过程中,爱好者们往往会发

导读:大家了解3D打印机的打印原理吗?怎么打印出一件件惟妙惟肖的东西的呢?其实非要形容一下那就像是蜘蛛吐丝一样一层一层逐步打印出来的。但是在打印过程中,爱好者们往往会发现一些问题,比如打印机吐丝有快有慢,在较慢的时候,对我们这些希望快点看到自己作品的3D爱好者来说,实在是不能忍啊,现在我们告诉您打印中关于打印太慢为什么吧。

挤出机要能跟得上
 
这个很好理解。光是挤出头跑得快有啥用,挤出机跟不上这速度,跑出来也是各种断丝,根本粘不到一块儿去。能用近程挤出就尽量用近程挤出,因为远程挤出机送料的特氟龙管易变形,会导致响应延迟,所以速度加快后各种拉丝断丝都来了。要判断挤出机的性能也很简单,把压轮松开,自己在加温的情况下用手去把丝往里挤,看看能挤出多粗的丝。参考值:0.4mm挤出头,挤了1.3mm粗的丝(不是在平台上压扁了后的宽度)。
这个值也受温度的影响,附上我改装的近程挤出机的实物图:
         温度要高
 
这一点也好理解,挤出速度快了,温度太低来不及融化材料,那还打个啥。参考值:240度,PLA材料。
机械结构的刚性要好
 
这一点基本上大家都知道,自行车如果加速到100KM/H,不散架才怪。这也是3D打印机较大的一个大成本开销,好的导轨一条就几百块,还得用三条呢。我自己因为把挤出机改成了近程挤出机,那么重的一坨就装上去了,导致机构跑快一点就振动严重(我设计的近程挤出模型如下图)。
这问题也是前段时间才搞定的,没别的捷径,就是花钱用更好的材料,比如好的鱼眼,好的碳杆,好的电机,好的同步带,哎..钱啊。这一点没啥参考值,不好量化,只要跑快了不抖就OK。
切片软件上要好好优化
 
参数设置方面,只能通过猜与试进行优化了。一般填充速度可以跑到350mm/s,因为是在内部,跑快点也问题不大。而内外边要跑慢点,形象工程嘛,一般150mm/s。Cura在速度上有优势,因为层间移动有个“梳理”功能。这个功能可以在层间空移时从要打印的位置直接绕过去,而不再回抽。因为那些地方反正是要再盖上一层的,拉点丝完全木有影响,而却能大大提高打印速度。
Sli3er在外观上更给力,因为它的特色功能之一就是内外层不从顶点开始,只需要设置回抽再快速前进时少进一点(我的速度下大约-0.5mm),就可以做到接近完美的接头点,几乎看不到。这个值与内外圈的速度有关,不同速度下值有不同,如果接头处积一坨后才开始走线,那就减多点,如果接头处走了段距离才出丝,就加一点。
所以我现在打印需要外观好的件,就用Sli3er生成的GCODE,打印大块头但外观不重要的件,就Cura生成的。下图左边小的那个是Cura切片打印出来的,右边高的那个是SLI3ER切片打印出来的,边角效果明显是Sli3er更好。
运动控制器部分需要支持高速脉冲
 

这个我详细说一下,这一部分也是个大开销。因为运动机构基本上都是步进电机驱动,步距角1.8度,所以转一圈360度就需要200个脉冲。而这种整步驱动噪音很大,机构抖动也不小,所以几乎没人使用整步驱动,都是使用细分驱动,简单来说就是把一个整步以PWM占比的方式进行拆分,一般1/16是比较理想的,也就是转一圈是3200个脉冲。至于电机在非整步位置的精度,这个全看驱动器的水平了,只不过由于3D打印对于精度的需求几乎等于0(以工业控制的精度要求来看),所以使用5块钱的A4988模块也是完全能胜任的)。以我的这台改进型K800来说,电机3200脉冲一圈,同步轮20齿,电机转一圈同步带走了40mm,因此计算下来,想达到每秒300mm,则需要电机达到7.5圈每秒,脉冲频率24K了。相关导读:关于步进电机参数调节的分析

而这已经是ATmega2560难以达到的了,要知道它仅仅是一片8位单片机。但这种频率对于专业运动控制器来说就是小儿科,随便一个专业运动控制器(下图),至少也能输出1M的频率,不然还怎么驱动伺服电机啊。
这还只是脉冲频率,而运动轨迹合成,脉冲同步等运动控制方面的处理,也是需要消耗CPU资源的,对于三角洲来说还有个坐标系统转换的算法开销。
所以经过我的测试,跑200mm/s基本上已经是ATmega2560在综合各方面条件下最快的了,再快运动就开始变形,各种卡顿与不顺畅。于是把控制系统升级也是必须的。这对于我个人来说,还算好,因为认识一个大学教授,他就是专业搞运动控制的。
在上面几点都做到后,再加上切片软件的配合,目前我自己这台改进型K800已经能稳定地跑到300mm/s的速度,打印同样的文件,时间的节省上非常可观

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