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 3D列印機DIY引領風潮 - 迎接人人建造, 人人創造的自造者時代!
主題 : 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度

開源科技.創客論壇 »» 3D印表機/3D列印機/3D列印軟硬軔體技術 - 綜合討論區 » 3D列印機 - 實作綜合應用研討
[ 1 ] 1-6/6
No.1
 發表人   日期:2015-09-01 時間:am04:17:19 [星期二]
Martin
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 標題: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度
3D列印機 - 如何校正(校準修正)3D列印件 長寬高(XYZ三軸) 的 精準度

簡述

  當我們說「校準修正X&Y兩軸」<-- 其實意思就是校正3D列印成型物件的 長x寬;校正 Z軸,便是校準修正3D列印成型物件的 高度

  您的3D列印機印製成形的成品, 用尺丈量一下 長x寬x高 <-- 尺寸比例是否與原圖所設是一致的呢? 例如︰一個 20x20x10mm 的立方體, 列印出來的成品是否確實就是 20x20x10mm ? 假如列印件實體尺寸與原圖設計有所誤差, 比例過大或太小, 或者長x寬x高 尺寸與原圖設計不一致,如此便需要進行校準修正。

輔助校準X,Y&Z三軸的stl圖檔

  開源科技 原廠出貨的3D列印機DIY套件 (OpenTech-i3.1),其中隨套件附贈的SD記憶卡有個資料夾 /Calibration,堶探ㄗ悀F幾個專門用以協助校準X,Y&Z三軸的stl圖檔。

  以下列出這些專門用以輔助校準用的3D圖物件檔 STL, 一般訪客可線上預覽3D物件圖, 註冊會員可免費下載 -- 適用大部份FDM工藝的3D印表機 ...

3Dm16x16.gif 10x40mmTower.stl
  長10mm X 寬10mm X 高40mm 的方型柱, 主要用來輔助校準(較小尺寸的)Z軸(高度)
  10x40mmTower.gif
3Dm16x16.gif 20mmBox.stl
  長20mm X 寬20mm X 高10mm 的小方塊, 主要用來輔助校準(較小尺寸的)X&Y軸(長x寬)
  20mmBox.gif
3Dm16x16.gif 20x80mmTower.stl
  長20mm X 寬20mm X 高80mm 的方型柱, 主要用來輔助校準(較大尺寸的)Z軸(高度)
  20x80mmTower.gif
3Dm16x16.gif Frame100x100x5mm.stl
  長100mm X 寬100mm X 高5mm 的方形框架, 主要用來輔助校準(較大尺寸的)X&Y軸(長x寬)
  Frame100x100x5mm.gif
3Dm16x16.gif Perimeter.stl
  由兩個小幾何方塊組合成 20x22x12mm 的方塊, 主要用來測試 X/Y&Z 三軸 週邊是否足夠整齊一致 -- 小長條方塊要能適當鬆緊地置入方塊凹洞 (太緊或根本卡不進去, 表示列印噴嘴擠出絲過粗; 太鬆卡不住會掉出來, 表示列印噴嘴擠出絲太細)
  Perimeter.gif
3Dm16x16.gif Plug-Test.stl
  由兩個直徑 20mm 的小塊幾何圓短柱(一凹一凸)組成, 主要用來測試 X&Y 兩軸是否對趁一致(正圓精準度)
  Plug-Test.gif
3Dm16x16.gif ThinWall_20x20mm.stl
  小尺寸方型四面薄璧 - 20x20x10mm - 主要用來測試(較小尺寸)的直立薄面列印效果
  ThinWall_20x20mm.gif
3Dm16x16.gif ThinWall_40x40mm.stl
  大尺寸方型四面薄璧 - 40x40x20mm - 主要用來測試(較大尺寸)的直立薄面列印效果
  ThinWall_40x40mm.gif

什麼時候會需要校正 X, Y 或 Z 軸?
  • 通常新組裝完成的機器會需要進行一次校準修正 -- 假如您的機器是採用 開源科技 原廠出貨的 3D列印機DIY套件 (OpenTech-i3.x) 組裝,倘若一切組裝正確無誤的話,通常3D列印物件尺寸應該是在標準的精準範圍內,並不會需要修正。

  • 如果您新組裝完成的3D列印機印出來的列印件長x寬不一致或Z軸高度不正確 (誤差過大, 例如80~100mm長度的誤差超過+-0.5mm) <-- 這表示組裝結構機件是有問題的 -- 可能是壓克力板垂直與水平面夾角失準(應呈現精準的直角90度), 或者也許X軸或/與Y軸的同步皮帶太鬆或太緊, 也有可能是同步齒輪, 或其他有關部件緊固零件未確實鎖緊, 該左右對稱的部件沒有對稱平衡鎖定 ... 等等 -- 此時請參照 3D列印機-DIY組裝教學手冊 並依手冊中的步驟仔細檢查修正每一個細節部份。

  • 假如經過幾次檢查修正機器結構件組裝都確定標準無誤,然而測試列印的結果仍然與實際丈量的尺寸有所誤差。此時,可先檢查一次軔體有關參數值是否正確。透過使用 Repetier-Host 3D列印控制介面 可以查詢/修改目前的設定值 -- 以下是 開源科技 3D列印機 OpenTech-i3.x 的XYZ三軸有關參數的標準值 -- 請參考以下螢幕擷圖 ...

    12_Win-EEPROM.jpg

    固件EEPROM設置窗.png

      X-axis steps per mm [80] <-- X軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 寬度
      Y-axis steps per mm [80] <-- Y軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 長度
      Z-axis steps per mm [4000] <-- Z軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 高度

      以上是 開源科技 3D列印機 DIY 套件 OpenTech-i3.x 的標準設定值 -- X,Y,Z三軸數值(轉動步數)增加將使實際列印成型物件加大, 反之, 減小數值則是縮小。數值變更之後按下 [OK] 即可更新設定。


  • 非 開源科技 3D列印機 使用者, 請注意!

      倘若您所使用的 3D印表機 並非開源科技原廠出貨的 OpenTech-i3.x, 以上螢幕擷圖「固件EEPROM配置」視窗堛滌捊あW稱與陳列次序很可能不盡相同 -- 有關您的機器, 確實的「X,Y&Z軸每1mm轉動步數的參數定義名稱」假如與此圖例不同, 請詢問銷售給您3D印表機的供應廠商 ...

      另外, 請特別注意! 您所使用的3D列印機本身(軔體)很可能並不支援線上更新軔體參數的功能 (目前市面上 - 尤其露天或雅虎拍賣 - 售價低於兩萬以下的機器大多不支援) -- 這意思是說, 即使您已依照這篇教學文校準修正了正確精準的「X,Y&Z三軸」。然而,當您的3D列印機一旦關機然後機重新開之後, 您在線上(Repetier-Host)已修改過的參數將會失效(重開機後會自動恢復原出廠設定值) -- 這表示您的3D印表機並不支援此功能。此時, 若要讓您的機器能在每次開機都是修正過的新設定值, 就會需要重新燒錄(上傳)已變更校準過設定值的軔體到您3D印表機控制電路板的晶片上 ...

      有關如何上傳(燒錄)更新3D列印機的軔體 <-- 由於每家廠商所使用的硬體/電路板/自動控制晶片以及所使用軔體與版本很可能大不相同, 我們很難針對如此許多不同的變數一一撰寫合適的教學, 還請多多見諒


校正 X,Y軸 (長x寬) 精準度

  您可以列印上述提供的輔助校準3D物件圖 : 3Dm16x16.gif20mmBox.stl 進行微小尺寸精準度校正 或 3Dm16x16.gifFrame100x100x5mm.stl 較大尺寸的精準度校正。
  • 準備工具 : 游標卡尺 (一般的直尺也行) 主要是用來丈量3D列印成型的物件之實際尺寸。
    準備工具.gif

  • 這塈畯怞C印一個 3Dm16x16.gif Frame100x100x5mm.stl 為例說明 ...
    printed-Frame100x100x5mm.jpg

    ※ 請注意
    :
      在取下已列印成型的物件之前, 請先用油性筆畫上記號,如此方能容易分辨 長&寬 兩個邊 -- 那一編是X軸, 哪一邊是Y軸 (例如以上照片圖例中, 劃上記號的那邊是X軸)。

      X&Y兩邊的實際丈量尺寸應該都是100mm <-- 您所使用材料出絲飽合度, 以及游標卡尺本身, 很可能都會有些微小誤差, 誤差範圍在+-0.2~0.3mm以內應該都算還行 (端看您的列印件實際要求水準) -- 重點是︰兩邊丈量出來的尺寸必須很一致,否則印出的正圓形物件可能會變成橢圓形。

  • X,Y軸(長x寬)尺寸誤差修正 - 步進數值計算公式︰
    原步進數值 x 原圖標準尺寸(mm) ÷ 實際丈量尺寸(mm) = 最新校準後的步進數值


    下例假設 (X軸)寬度實際丈量結果是比原圖標準尺寸還超出 3mm ...
    80 x 100 ÷ 103 = 77.67 <-- 將 X-axis steps per mm 欄位中原本的數值(80), 改為 77.67, 如此將會縮減尺寸(減少原本超出3mm的寬度)

    下例假設 (Y軸)長度實際丈量結果是比原圖標準尺寸還要少 3mm ...
    80 x 100 ÷ 97 = 82.47 <-- 將 Y-axis steps per mm 欄位中原本的數值(80), 改為 82.47, 如此將會增大尺寸(減少原本超出3mm的長度)

校正 Z軸 (高度) 精準度
  • Z軸(高度)的尺寸誤差修正方法, 以及步進數值計算公式其實是一樣的。您可以列印上述提供的輔助校準3D物件圖 : 3Dm16x16.gif10x40mmTower.stl 進行微小尺寸的Z軸高度精準度校正 或 3Dm16x16.gif20x80mmTower.stl較大尺寸的Z軸高度精準度校正。

  • 準備工具 : 游標卡尺 (一般的直尺也行) 主要是用來丈量3D列印成型的物件之實際尺寸。
    準備工具.gif

  • 這塈畯怞C印一個 3Dm16x16.gif20x80mmTower.stl 為例說明 ...
    printed-20x80mmTower800.jpg

      這個3D列印件的原圖設計尺寸 : 20x20x80mm <-- Z軸(高度) 80mm 是標準精準度尺寸 ...

      然而, 一般情況下, 通常為了要使第一層列印能夠勞靠緊固黏貼底板, 第一層的高度可能會有些許誤差︰請先參考以下照片圖例 ...

    printed-20x80mmTower-onBed1.jpg

    printed-20x80mmTower-onBed2.jpg

      如上圖顯示,黏貼底板的第一層因為太過貼近底板而溢出,如此將使列印件高度會有誤差 ...

    printed-20x80mmTower795.jpg

      此例誤差 -0.5mm <-- 這並不表示 Z軸 精準度 少了 0.5mm -- 為了降低黏貼底板層所產生的的誤差值,可以在切片程式設定第一層送料量比例增為 150%~200% 同時Z軸水平歸零勿太過緊貼底板 (有關Z軸歸零與水平校正請參閱 3D列印機-DIY組裝教學 )

  • Z軸(高度)尺寸誤差修正 - 步進數值計算公式︰
    原步進數值 x 原圖標準尺寸(mm) ÷ 實際丈量尺寸(mm) = 最新校準後的步進數值

    下例假設 (Z軸)高度實際丈量結果是比原圖標準尺寸(高度80mm)還要少 3mm ...
    4,000 x 80 ÷ 77 = 4,155.84 <-- 將 Z-axis steps per mm 欄位中原本的數值(4000), 改為 4155.84, 如此將會增大尺寸(減少原本缺少3mm的高度)


 經「Martin」修改 0.04%,日期: 2015-10-01 am04:56 星期四 
 
«隨文附件»
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No.2
 發表人   日期:2015-09-02 時間:pm10:55:28 [星期三]
Martin
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 標題: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度 - Marlin
目前全球開放市場中, 採用 FDM 工藝技術的3D列印機 - 其中最被廣泛使用的軔體之一便是 Marlin ...

使用 Malin 軔體 的3D列印機 連線 Repetier-Host 3D列印控制介面 的 固件EEPROM 設置視窗 ...
MarlinEEPROM設置窗.png
  • 第一行 [美mm步數 steps per mm] (請參照上圖) ...
    X : [80] <-- X軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 寬度
    Y : [80] <-- Y軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 長度
    Z : [4000] <-- Z軸(步進馬達) 轉動幾步 = 1mm 高度

  • 修改成校準過的數值之後, 記得按下 [保存到EEPROM] 即可完成更新; 其他參數, 除非您確實明白其意義與作用, 否則請勿隨意變更。
  請特別注意! 您所使用的3D列印機本身(軔體)很可能並不支援線上更新軔體參數的功能 (目前市面上 - 尤其露天或雅虎拍賣 - 售價低於兩萬以下的機器大多不支援) -- 這意思是說, 即使您已依照這篇教學文校準修正了正確精準的「X,Y&Z三軸」。然而,當您的3D列印機一旦關機然後機重新開之後, 您在線上(Repetier-Host)已修改過的參數將會失效(重開機後會自動恢復原出廠設定值) -- 這表示您的3D印表機並不支援此功能。此時, 若要讓您的機器能在每次開機都是修正過的新設定值, 就會需要重新燒錄(上傳)已變更校準過設定值的軔體到您3D印表機控制電路板的晶片上 ...

  有關如何上傳(燒錄)更新3D列印機的軔體 <-- 由於每家廠商所使用的硬體/電路板/自動控制晶片以及所使用軔體與版本很可能大不相同, 我們很難針對如此許多不同的變數一一撰寫合適的教學, 還請多多見諒


 經「Martin」修改 2.75%,日期: 2015-09-02 pm11:00 星期三 
 
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No.3
 發表人   日期:2016-06-08 時間:am01:44:26 [星期三]
dreamcast110
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 標題: Re: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度 - Marlin
我有列印小尺寸近似方型四面薄璧但尺寸如右 - 20x20x20mm ,殼厚度0.8mm ,但印出來的尺寸ok,但物品4邊各別厚度卻是0.8x 0.8x 0.98 1.00 請問這樣是合理的嗎?如不合理要如何調整或注意什麼嗎?謝謝回復
 
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No.4
 發表人   日期:2016-06-08 時間:pm06:10:08 [星期三]
Martin
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 標題: Re: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度 - Marlin
 「dreamcast110」說道... 我有列印小尺寸近似方型四面薄璧但尺寸如右 - 20x20x20mm ,殼厚度0.8mm ,但印出來的尺寸ok,但物品4邊各別厚度卻是0.8x 0.8x 0.98 1.00 請問這樣是合理的嗎?如不合理要如何調整或注意什麼嗎?謝謝回復


不好意思, 今天工廠附近外面挖馬路網路中斷了一整天, 現在才恢復連線 ...

從您提供的測試結果數據看來, 您的機器 X,Y&Z 三個軸的尺寸比例都是正確的

至於四邊牆 ... 我剛才特別用卡尺量了一下手邊機器 (OT-i3.2) 列印出的, 大約是4.3mm (噴嘴口徑0.4mm) ...
您列印的牆厚度 0.8~0.98 <-- 這, 似乎雙倍厚了 ...

您的機器是開源科技的 OT-i3.x 嗎? 噴嘴口徑是多大的?
一般FDM機器不大可能超過 0.5mm ...

新的機器嗎?

直覺也許 ...
噴嘴有磨損, 或
噴頭溫度過高, 或
擠膠機的出料率過高 ...

試試調整較正一下擠膠機的平均出膠量

3D列印機-如何校正(校準修正)擠膠機(3D列印噴頭)進料/出膠量

 經「Martin」修改 6.94%,日期: 2016-06-08 pm06:11 星期三 
 
xxx.xxx.xxx.xxx

No.5
 發表人   日期:2018-05-09 時間:pm10:34:45 [星期三]
alex9900
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 標題: Re: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度
試印了Perimeter.stl 後, 兩者無法結合, 凹洞的量是8.85mm, 而小塊的長寬都有10mm, 我是用simplify3D印的, 噴嘴為0.4mm, 但設定中我是設0.35mm, 線寬則是0.4mm, 目前正苦腦為何凹洞的寬度並不是標準的10mm而是8.85mm, 但整體的尺寸都表現的不錯, 請教關於類似要怎麼修正??

==================
我己經解決了, 是送料的速度太快了, 修改步進馬達參數的方法參照 ...
3D列印機-如何校正(校準修正)擠膠機(3D列印噴頭)進料/出膠量

印出來的紋路又美又漂亮...最重要的是小塊的可以放進去很密很合

 Martin修改說明 P.S.
我把您po文裡ˊ的那個「擠膠機出量較準」網址加工一下 <-- 方便其他網民可直接點擊開啟網頁參考 ...


 經「Martin」修改 16.49%,日期: 2018-05-10 pm06:41 星期四 
 
106.1.xxx.xxx

No.6
 發表人   日期:2018-05-10 時間:pm06:39:15 [星期四]
Martin
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 標題: Re: 3D列印機-如何校正(校準修正)3D列印件長寬高(XYZ三軸)的精準度
喔?! 解決了嗎?

其實還沒真的搞懂您的問題 ...
沒想到你自己搞定啦!

恭喜!!

P.S.
我把您po文裡ˊ的那個「擠膠機出量較準」網址加工一下 <-- 方便其他網民可直接點擊開啟網頁參考 ...
 
xxx.xxx.xxx.xxx

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