Gießen Sie schnell, aber die Oberflächen zeigen Wellen und Artefakte? Sind die Ecken abgerundet oder mit überschüssigem Material? Input Shaper und Pressure Advance sind die beiden Firmware-Funktionen, die die Druckqualität bei hoher Geschwindigkeit verändern. Sie sind auf Klipper und RepRapFirmware (mit leicht unterschiedlichen Namen) verfügbar und machen den Unterschied zwischen einem mittelmäßigen 200 mm/s-Druck und einem perfekten Druck aus.
Input Shaper: Beseitigung von Geisterbildern
Ghosting (oder Ringing) ist ein wellenförmiges Artefakt, das auf Oberflächen nach abrupten Richtungsänderungen auftritt und typischerweise als "Echos" von Kanten und Buchstaben sichtbar ist. Die Ursache ist die mechanische Resonanz des Druckers: Wenn der Druckkopf seine Richtung schnell ändert, vibriert die Struktur in ihrer natürlichen Frequenz, und diese Vibrationen prägen sich auf dem Druck ein.
Der Input Shaper misst diese Resonanzfrequenzen mit einem am Druckkopf montierten Beschleunigungssensor (ADXL345) und wendet dann einen Softwarefilter an, der die Schwingungen durch Veränderung des Beschleunigungsprofils kompensiert. Das Ergebnis: glatte Oberflächen auch bei hohen Geschwindigkeiten.
So kalibrieren Sie den Input Shaper
Montieren Sie den ADXL345 Beschleunigungssensor am Druckkopf (auf Klipper über SPI, auf RepRapFirmware nativ unterstützt auf Duet3D Boards mit eingebautem Beschleunigungssensor). Führen Sie den Resonanztest der Firmware aus (SHAPER_CALIBRATE auf Klipper, M593 auf RRF). Die Firmware analysiert die gemessenen Frequenzen und schlägt den optimalen Shaper-Typ (MZV, EI, ZV) und die Cutoff-Frequenz vor. Übernehmen Sie die vorgeschlagenen Werte in die Konfiguration. Drucken Sie einen Testwürfel aus, um das Verschwinden der Geisterbilder zu überprüfen.
Pressure Advance: perfekte Winkel
Die Druckvorverlegung (PA) gleicht die Verzögerung zwischen dem Extrusionsbefehl und dem tatsächlichen Materialausstoß aus der Düse aus. Wenn der Kopf beschleunigt, erhöht PA den Druck im Voraus; wenn er verlangsamt wird, wird er im Voraus reduziert. Ohne PA zeigen die Winkel einen Materialüberschuss (Blobs) an den Verzögerungspunkten und einen Materialmangel an den Beschleunigungspunkten.
So kalibrieren Sie die Druckvorverlegung
Auf dem Klipper: Drucken Sie die PA-Kalibrierungsvorlage aus (Turm mit von unten nach oben zunehmendem PA-Wert). Beobachten Sie, bei welcher Höhe die Ecken schärfer und die Extrusionsbreite konstanter sind. Dieser PA-Wert ist der optimale Wert. Typische Werte: 0,03-0,08 für Direct Drive, 0,3-0,9 für Bowden. Bei RepRapFirmware kann der entsprechende Parameter mit M572 konfiguriert werden.
Auf die Reihenfolge kommt es an
Kalibrieren Sie immer zuerst den Input Shaper und dann den Pressure Advance. Der Input Shaper verändert das Beschleunigungsprofil, was das Druckverhalten im Extruder beeinflusst. Wenn Sie den PA vor dem Input Shaper kalibrieren, müssen Sie ihn anschließend neu kalibrieren.
Was Sie benötigen
Für den Input Shaper: einen ADXL345 Beschleunigungssensor (erhältlich bei DHM-online), eine provisorische Befestigung am Druckkopf und eine kompatible Firmware (Klipper oder RepRapFirmware auf Duet3D Boards). Für den Pressure Advance: nur die kompatible Firmware und eine Kalibrierungsvorlage (kostenloser Download).
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Input Shaper und Pressure Advance: Optimieren für hohe Geschwindigkeiten
1. Was ist Ghosting und wie wird es durch Input Shaper gelöst?
Ghosting (oder Ringing) manifestiert sich als eine Reihe von Wellen oder Echos auf der Oberfläche des Teils, verursacht durch die mechanischen Vibrationen des Druckers bei plötzlichen Richtungsänderungen. Der Input Shaper ist ein Algorithmus, der diese Vibrationen "vorhersagt" und sie durch Modulation der Motorbeschleunigung ausgleicht. Mithilfe eines ADXL345-Beschleunigungsmessers ermittelt die Firmware die Eigenresonanzfrequenz des Geräts und wendet einen Softwarefilter an, der das Drucken bei hohen Geschwindigkeiten ermöglicht, ohne die Oberflächenästhetik zu beeinträchtigen.
2. Warum ist Pressure Advance entscheidend für die Druckwinkel?
Die Druckvorverlegung (oder Druckregelung) gleicht die Trägheit des geschmolzenen Filaments im Extruder aus. Ohne diese Funktion würde der Restdruck in der Düse zu einem Überschuss an Material (Blob) in den Ecken führen, wo der Kopf langsamer wird, und zu einem Materialmangel beim Neustart. Die korrekte Kalibrierung des PA-Wertes führt zu scharfen Ecken, gleichmäßigen Wänden und einem perfekten Verschluss des oberen layer, wodurch unschöne "Narben" bei Richtungsänderungen vermieden werden.
3. Worin besteht der Unterschied bei der Kalibrierung zwischen den Systemen Direct Drive und Bowden?
Die Länge des Fadenlaufs hat einen großen Einfluss auf die Werte des Druckvorschubs. Bei Direct Drive Systemen, bei denen sich der Extruder über der Düse befindet, sind die Werte sehr niedrig (typischerweise zwischen 0,02 und 0,08), da die Reaktion fast sofort erfolgt. Bei Systemen Bowden sind die erforderlichen Werte aufgrund der Kompression des Filaments in dem langen PTFE-Schlauch viel höher (0,3 bis 0,9). Eine genaue Kalibrierung ist unerlässlich, um eine Unterextrusion oder übermäßige Fadenziehung zu vermeiden.
4. Wie wird der Beschleunigungsmesser ADXL345 mit Klipper verwendet?
Der Beschleunigungsmesser wird vorübergehend auf dem Druckkopf (und manchmal auf der Druckplatte bei "bed slinger" Druckern) montiert und an die SPI-Pins einer Raspberry Pi oder einer speziellen Karte angeschlossen. Mit dem Befehl SHAPER_CALIBRATE bewegt die Firmware die Achsen bei verschiedenen Frequenzen und misst die mechanische Reaktion. Sobald die Resonanzkurven vorliegen, schlägt Klipper automatisch die Parameter (wie MZV oder EI) vor, die in die Datei printer.cfg eingegeben werden müssen, um das Gerät zu stabilisieren.
5. Warum ist die Reihenfolge der Kalibrierung wichtig für die Endqualität?
Es ist wichtig, immer zuerst den Input Shaper und dann den Pressure Advance zu kalibrieren. Da der Input Shaper die Art und Weise verändert, wie der Drucker mit Beschleunigung und Geschwindigkeit umgeht, verändert er auch die Druckdynamik in der Düse. Wenn Sie die Kalibrierungen in der richtigen Reihenfolge durchführen, ist sichergestellt, dass der Druckvorschubwert auf das tatsächliche Bewegungsverhalten der optimierten Maschine kalibriert ist. Unter DHM-online finden Sie alle notwendigen Hardwarekomponenten, von Beschleunigungssensoren bis hin zu Platinen Duet3D, um Ihren Drucker in eine Hochgeschwindigkeitsmaschine zu verwandeln.
