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如何調整3D印表機擠出量

在3D列印中,擠出量是一個相當重要的參數,倘若發生擠料量過多、過少的問題時很可能會造成封頂不漂亮(有縫隙或是過多)、尺寸公差不正確(如果要印配合件就會影響很大)等等的問題產生。 

而首先我們必須將擠出機的E/step調整到大概的參數,這個參數可以在,
Marlin/Configuration.h/#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {80,80,4000,106} 找到。

如果不想重新燒錄Marlin,可以使用Repetier-Host的配置→EEPROM配置去修改E軸的值。


如果機器的LCD可以調整的話,可以在列印時進入Tune調整Flow參數,記住單位是%

例如我要從106E/Step變成85E/Step的話就要做以下計算:
調整後參數/調整前參數×100%=85/106×100%=80%(四捨五入就好)

在Marlin中的80、80、4000、106參數分別是步進馬達移動1mm時所需走的步數,分別代表X軸、Y軸、Z軸與E軸(擠出機),而除了XYZ是可透過公式算出"切確的值"之外,擠出機的參數就必須自己微調了。

在3D印表機中,多半XYZ軸都是透過皮帶與同步輪或是螺桿,搭配上步進馬達去進行帶動,而這種參數是固定的,因為皮帶的齒距與螺桿的螺距都是定值,因此可以透過計算得到。

但是擠出機不一樣,影響擠出機的有線材的粗細(不同廠牌會有點差距)、噴頭的大小(用久孔會變大)、擠出機齒輪的直徑與刻痕等等,影響擠出機的因素其實相當的多,那當然每個人的擠出機參數多少都會有點落差了,就算是同一款噴頭,大概也是會落在"差不多"的區間,很難說都一模一樣。

因此首先我們要先找到自己擠出機的大概參數在哪裡,避免落差太大,關於這點可以參考下列網頁,或是詢問您的賣家或上網尋找與您相同的擠出機:
擠出機步進馬達的 Steps per Unit 該如何計算?
步進馬達參數計算

當然擠出機的參數絕對沒有所謂的"絕對",機器用久了可能要重新調整,這都是有可能的,因此找到大概參數之後,下面我們要來找出自己機器的"最佳參數"。

首先請大家不要用第一層作為擠出量的參考依據,因為第一層會因為床台與噴頭之間的距離而有所影響,所以先校正好床台水平是非常重要的,怎麼校正請參考我的教學文章:如何校正床台水平

在擠出機校正的相關文章中,"陳亮宇"前輩的這篇文章給我很大的啟發"擠出量校正",他在文章裡面有提到:「最容易觀察出擠料量是否正確的地方,是模型得平面封頂。如果擠料量越正確,應該可以擠出越平滑的頂面。擠料量太少,會出現縫隙,擠料量太多,會向上溢出,一樣不平整。」

上面這句話是非常重要的觀念,千萬不要用第一層來判斷擠出量是否足夠,因為床台與噴頭的距離也會影響,因此最好的做法是印一個薄方塊來進行目視校正。


講了一大堆,那麼實務上到底該怎麼校正擠出量呢?
這裡有兩個小方法,第一個是單純的列印一個方塊,並且觀察封頂時頂面是否平滑。

而第二個方法是列印5mm Calibration Cube Steps,這是我從國外一位網友的文章讀到的,他是利用這種階梯狀的方塊來校準擠出量是否正確,我也是使用這種方式。但是我有些不太喜歡他設計中的5mm空洞,因為有搭橋的問題(雖然才5mm),因此我重新設計了一個5mm Calibration Cube。

以上兩種方式測試的STL檔如下:
Calibration Cube

以下是我測試擠出機參數的實驗圖片,我使用的是國外網站的的5mm階梯塔,因為當時我還沒有繪製我的版本。從圖片上可以看到E/step參數中,E106的有點溢料;E80的有些空洞;而E90的差不多,因此這大概就是我擠出機的參數。



下圖是我想提醒大家,為什麼不要僅觀察第一層就做擠出量校正的原因,圖片上是列印完翻到背面第一層的合照,可以發現床台與噴頭高度也會大大的影響表面填充的效果。



用目測的其實還不夠精準,因此我量測了上圖的三個校正塊來進行校正。

E106/Step

E90/Step

E80/Step

大家可以發現E106/Step讓整個校正塊膨脹了0.5mm,這呼應了我前幾天剛買3D印表機的問題。當時我印了一個10mm的立方體,我一直很困惑為甚麼量起來總是10.6mm,於是當時我上網詢問,甚至有網友回答我,叫我修改XY軸的Step/mm參數來調整尺寸。
在這裡我要告訴大家萬萬不可以這樣做! XYZ的參數是透過計算而來的,絕對沒有什麼偏1步偏2步這種事情,就算調出來矇中了10mm為準確,可能印20mm又跑掉了。(我就這樣調過)

而E90/Step與E80/Step兩個方塊,其實都很接近10mm的尺寸了,但是好像80小了一點,90又大了一點,因此我現在是使用E85 Step/mm的這個參數在列印的。

這樣的校正方法比目測法好很多,大家可以試試看! 



20230302補充:
回顧這篇文章也是8年前寫的了,現在看起來好像也很少人是自組的3D印表機了,想到當時還要這麼複雜的去校正就覺得很辛苦。而我後面才發覺我所提供的兩個方法(目視與尺寸量測),也剛好呼應了PRUSA官方網站所提供的教學Extrusion multiplier calibration

而如果以目前實務上的做法來說,大部分的機器買來其實都已經有固定的參數寫入了,像Bambu Lab 的P1P機台來說,在機器上也沒有可以調整擠出量的選項。因此我個人建議為求一致性,如果真的有需要微調的部分最好還是從切片軟體內的Flow ratio或是Extrusion multiplier參數調整,不同的切片軟體有不一樣的稱呼,不過大體上的意思都是對擠出機的擠出量進行增減。

而在PRUSA的官方建議中,這項數值也不要調整超過正負10%比較好,以我個人的認知來說,如果調整的幅度超過這個範圍,可能就要檢查機器是不是哪邊有出硬體上的問題了。


延伸參考: