Исследование Ряби по оси Эндора с неожиданным выводом

Поделиться:
X190710: Очевидное-невероятное приключение шагоходов на Эндоре, или почти устный счёт мелких китайских шажков...

Приветствую!

Примечание:

Для не умеющих читать торопыг рекомендую пролистнуть текстовку привычным клавоаккордом до раздела P.S.1. и насладиться замечательным видеоисследованием мастера своего дотошного дела Чуча-TV.

* * *

Данный пост написан в соавторстве с Чуча-TV, и подтверждает одну очень важную философскую притчу.
Исследование Ряби по оси Эндора с неожиданным выводом

{

Всем Привет!

Сегодня мы с Вами проведем исследование дефекта 3D-печати технологии FDM/FFF под названием "РЯБЬ" . К сожалению, этот дефект встречается на разных кинематиках, независимо от стоимости принтера.
На просторах Интернета предлагают множество решений и сегодня мы их все разберем.
Но для начала давайте посмотрим, что такое РЯБЬ-ЗВОН.
}

Фрагмент Терминологического Словарика Ski, Бета-версия V01.0 :
i. Под эффектом "РЯБЬ" в данном документе понимается визуальный и тактильный дефект поверхности, легко наблюдаемый и осязаемый на какой-либо поверхности или плоскости уже распечатанного Изделия. Иногда в современной периодике используется термин "ЗВОН", что является буквальным переводом англоаналога.
ii. Синонимы понятия "РЯБЬ": по-русски: волны, ребристость, звон;
по-английски, в контексте использования: "the surface has a lot of ringing", "wavy side", “ripple surface”, итд, итп...
iii. Ускорения ( = acceleration) - (можно почитать вот тут - https://3deshnik.ru/forum/viewtopic.php?t=600)...
iv. Рывки ( = jerk) - когда ставишь на Эндере настройку JERK=20, то из-за инерции тяжелого дрыгостола происходит реальное смещение слоев выпечатываемого Изделия:

v. Температура: T1/T2 – рекомендуемые величины для экструдера и поверхности столика принтера;
vi. NEMA17, он же НЕМА 17 – популярный размер лицевого монтажного фланца шагового двигателя, применяемого в 3D-принтерах; важен квадрат расположения отверстий M3, диаметр выступа подшипника, а также наружные габариты с оговоркой по месту выпуска управляющих проводов.
Мощность конкретного NEMA17 может быть разной, и определяется на глаз не только стоимостью, но длиной по внешнему ребру корпуса. Хороший мотор = тяжёлый мотор
vii. ...

{

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
И
ПАРАМЕТРЫ ПЕЧАТИ :

Марка 3D-Принтера: Creality Ender 3 (НЕРЕКЛАМА)
Пластик: ABS+ от Plexiwire (НЕРЕКЛАМА)
Температура: 245/105
Скорость печати: 60мм/с
Ускорения(=acceleration): 500мм/с
Рывки (=jerk): 10мм/с ;

Обратите внимание на наклонные волновые полосы в выделенной окружности носа кораблика общеизвестной модели “Бенчи“, это и есть тот самый дефект. Но в моем случае он проявляется только по оси Y.

Давайте теперь посмотрим на ось X

Как Вы видите, по оси X нам видна достаточно качественная поверхность без наклонных “волн“. Я также распечатал калибровочный куб и тестовую деталь, и у них наблюдается та же беда, только по оси Y


Теперь Вы знаете как выглядит этот дефект, и давайте попробуем исследовать ещё попристальнее и посерьёзнее.

ИССЛЕДОВАНИЕ №1:    СКОРОСТЬ ПЕЧАТИ

Многие 3D-Профи утверждают, что дефект появляется при завышенных скоростях, поэтому я распечатал три детали с разной скоростью печати, но к сожалению у всех них наблюдается дефект “РЯБЬ“ именно по оси Y, а вот по оси X - все просто СУПЕР:




ВЫВОД №1: Изменение скорости печати не позволяет избавиться от такого дефекта.

ИССЛЕДОВАНИЕ №2: Рывки, JERK

Многие утверждают, что уменьшение в прошивке и в слайсере рывков (JERK), позволит убрать РЯБЬ, по этому я снизил в прошивке и в CURA значение JERK с 10мм/м до 1мм/с.
К сожалению, такая манипуляция не дала результата. Рябь-Звон осталась на детали как и прежде на оси Y, а вот по оси X качество нормальное.

К тому же , JERK в прошивке Марлин, которая у меня стоит, это не производная от скорости- это стартовая величина ускорения. То-есть, головка принтера начинает делать разгон не с нуля, а от значения JERK ( от 10мм/с до 500мм/с) пока не наберет штатную скорость 80мм/с, которую мы поставили в слайсере.

ВЫВОД №2: JERK не может влиять на дефект печати РЯБЬ-ЗВОН

ИССЛЕДОВАНИЕ №3: Натяжение РЕМНЯ

Многие так же утверждают, что РЯБЬ -это ЗВОН ремней. Я решил проверить эту теорию распечатал деталь с максимально ОСЛАБЛЕННЫМ ремнем.

На фото видно, что РЯБЬ осталась, только немного расплылась.
Я решил натянуть ремень до максимума, чтоб звенел как струна, но это то же не дало результата, разве что более выражена стала РЯБЬ

ВЫВОД №3: Натяжение ремней не избавляет от ЗВОНа-РЯБи

ИССЛЕДОВАНИЕ №4: Инерция и Вес каретки

Я подумал, что возможно тяжелая каретка стола принтера создает вибрации при движении, которые и способствуют появлению дефекта.
По этому в следующем тесте я взял магнитный держатель, взвесил его (500гр) и установил на ось X.


Общий вес с кареткой оси X составил 750гр, а вес стола оси Y (в предыдущем видео я делал замер, см.P.S.3. ) составляет 1000гр, то-есть почти уровняли каретки.

Суть эксперимента такова, если на оси X появится РЯБЬ, то это будет значить, что момент инерции и вес создают этот дефект, а если все останется как прежде, то это значит, что вес и инерция не имеют отношения к нашей проблеме...

Но как Вы видите на фото, ДЕФЕКТ не появился на оси X. даже под нагрузкой 750 гр

ВЫВОД №4.1: Вес каретки в нашем случаи не влияет на РЯБЬ-ЗВОН, к тому же на принтер установлены рельсы и плавность хода отличная.

* * *

Далее:
Проверив все теории и способы решения из ИНТЕРНЕТА, я решил начать собственное расследование и проверил еще раз все узлы принтера, включая моторы.
Мне не понравилась работа мотора оси Y, там где у нас РЯБЬ, он достаточно туго работал и прокручивался с тугими рывками. Я предположил, что эти тугие рывки могут влиять на печать.

Я прекрасно помню, что количество шагов у NEMA17 = 200, но решил замерить по факту количество рывков.
Оказалось, что на один оборот двигателя (360 градусов) приходится именно 50 шагов (а не “традиционно-ожидаемые“ 48).
Дальше вспомнил геометрию и решил померить длину окружности шкива. (диаметр шкива =12мм)
Длина окружности с= п*d, то-есть 3,14*12= 38 мм
Делим 50 шагов/38 мм = 1,3 шага/1мм
Давайте посчитаем на 1см= 1,3 * 10 =13
Это значит, что каретка оси Y проходит расстояние в 1см за 13 шагов двигателя.

Тогда давайте посчитаем количество полос РЯБИ на нашей детали и о ЧУДО, их то же 13.
Я проверил все остальные моторы на легкость хода и оказалось, что только этот мотор имеет более выражен тугой ход ротора, каждый его шаг очень хорошо отчетливо ощущается в отличии от моторов оси X и Z.

ВЫВОД №4.2: Вибрация ИЗ-ЗА ТУГОСТИ ХОДА, которая передается на каретку от шагов двигателя настолько сильна, что создает дефект печати РЯБЬ-ЗВОН.

ИССЛЕДОВАНИЕ №5: Решил поменять местами моторы оси X и Y


Еще раз убедился в своей правоте, дефект печати РЯБЬ появился на оси X (те же 13 полосок) и в то же время исчез с оси Y, что говорит об одном, всему виной некачественный мотор((

ВЫВОД №5: Замена моторов местами подтвердила дефектность шаговика и что он является первопричиной возникновения РЯБИ.

ИССЛЕДОВАНИЕ №6:  Дефектный мотор на ось Z

Решил поставить ДЕФЕКТНЫЙ мотор на ось Z ( повезло, что все шаговики в комплекте “почти“ одинаковые NEMA17 ), так как там не используется ременная передача, а на осях X и Y, теперь будут стоять нормальные моторы с легким ходом.
Качество должно улучшиться, что в принципе и произошло, на осях X и Y исчезла РЯБЬ-ЗВОН вовсе.
Распечатал очередной калибровочный куб и сравнил с тем, первоначальным “эталонным“.

ОБЩИЙ ВЫВОД:

Если у Вас наблюдается дефект печати РЯБЬ-ЗВОН, обязательно проверьте легкость хода ваших моторов по осям. Они должны крутится с легким тактильным ощущением шагов двигателя.
Если окажется, что двигатель крутится туго, тогда обязательно поменяйте местами с другими двигателями, это позволит полностью удостоверится, что проблема именно в дефектном моторе.
В итоге Вам придется заменить его на более качественный, к сожалению ;-(.

Надеюсь, эта статья Вам помогла решить проблему дефекта печати РЯБЬ-ЗВОН.
Вы так же можете посмотреть более подробное ВИДЕО-ИССЛЕДОВАНИЕ: См. P.S.1.

С Уважением, Чуча-TV.

Корректор: Ski.

* * *

P.S.1.
ИССЛЕДОВАНИЕ дефекта 3D печати "РЯБЬ" - "ЗВОН"
Чуча TV ; Опубликовано: 9 июл. 2019 г.
https://youtu.be/0kbGe36rzk4

* * *

P.S.2. Дополнительные и факультативные материалы на тему Поста, добавлено при корректировке и оформлении Ski:

Одна из моих переводных статей "Энциклопедии Ошибок" на тему Ряби и Звона:

https://3dtoday.ru/blogs/ski/23-steps-to-victory-step-1-and-today-we-will-extraderivati-/

https://3dtoday.ru/questions/dergaetsya-shd/
Дергается ШД ; kae ; 17 Декабря 2018

https://3dtoday.ru/questions/kak-proverit-shd/
Как проверить ШД? ; Stich_24 ; 24 Января 2019

https://3dtoday.ru/questions/regulirovka-toka-na-shagovykh-dvigatelyakh-a4988-/
Регулировка тока на шаговых двигателях А4988 ; BlindGuard ; 17 Февраля 201

https://3dtoday.ru/blogs/fox104/nanoland-to-test-stepper-motors-and-drivers/
https://ru.aliexpress.com/item/32808429809.html?spm=a2g0o.detail.1000016.1.248176d5nDE4V3&isOrigTitle=true
3D Printer accessory MKS OSC stepper motor driving controller pulse PWM speed reversing control

http://roboforum.ru/forum107/topic15974.html
Софт для отбраковки шаговиков

http://forum.rcdesign.ru/f110/thread193104.html
Биения шаговика

https://engineering-solutions.ru/motorcontrol/stepper/
В зависимости от конструкции двигателя величина шага может меняться в диапазоне от 90 до 0,75 градусов
...
Заметьте что 48 зубьев на одной секции ротора смещены на половину зубцового деления ? относительно другой секции (рисунок ниже). Из-за этого смещения ротор фактически имеет 96 перемежающихся полюсов противоположной полярности.
...
Таким образом один полюс ротора, скажем южный полюс, можно выровнять со статором в 48 отдельных положениях. Однако зуб южного полюса ротора смещен относительно северного зуба на половину зубцового деления. Поэтому ротор может быть выставлен со статором в 96 отдельных положениях.
...
Соседние фазы статора гибридного шагового двигателя смещены друг относительно друга на одну четверть зубцового деления ?. В результате ротор перемещается с шагом в четверть зубцового деления во время переменного возбуждения фаз. Другими словами для такого двигателя на один оборот приходится 2x96=192 шага.

https://habr.com/ru/post/372249/
melchermax ; 17 мая 2016 в 01:26
Быстрые движения под высоким напряжением, или почти вся правда об управлении шаговым мотором
...
Угловой размер шага 1,8° (200 шагов на один оборот ротора)

http://www.cb-online.ru/3d-modely/electrika/elektroprivod/step-motor/
скачать модель.STL шаговика NEMA17

https://www.cb-online.ru/spravochniky-online/online-spravochnik-konstruktora/komplektuyushie-cnc/1969-2/шаговые-двигатели/шаговые-двигатели-nema-17/
типовые параметры разных nema17

https://3dtoday.ru/questions/the-comparison-of-stepper-motors/
сравнение шаговых двигателей ; WLD64 ; 30 Марта 2016

https://pikabu.ru/story/arduino_i_shagovyiy_dvigatel_nema_17__yunioram_4302854
Arduino и шаговый двигатель NEMA 17 - юниорам

http://geekmatic.in.ua/vibor_shagovogo_dvigatelia
Посмотрим для начала какой выбор нам предоставляют самые доступные поставщики шаговых двигателей.
NEMA 16
NEMA 17
NEMA 23
Расчетное определение необходимого момента шагового двигателя

https://ast3d.com.ua/info/nema-17-razmery-i-harakteristiki
Nema 17 – Размеры и характеристики (чертеж, таблица)

https://youtu.be/gyZBxImQxf8
NEMA17 как погасить вибрации и звук? (NEMA17 quiet operation)
Modelmen Life ; Опубликовано: 25 сент. 2015 г.

https://youtu.be/HO6pgFLii8A
Arduino ЧПУ (CNC) Проверка двигателей Nema17.
Techno Crafts ; Опубликовано: 3 нояб. 2015 г.

https://3dtoday.ru/questions/proverka-shagovogo-dvigatelya/
Проверка шагового двигателя. ; EugK ; 20 Января 2017

https://darxton.ru/wiki-article/tochnost-i-povtoryaemost-pozitsionirovaniya-osey-s-chpu-gost-27843-2006/
ГОСТ 27843-2006 (ИСО 230-2:1997) Испытания станков. Определение точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением

https://darxton.ru/wiki-article/chasto-zadavaemye-voprosy-po-shagovym-dvigatelyam-faq/
Часто задаваемые вопросы по шаговым двигателям (ЧаВо/FAQ)
См. более подробный алгоритм выбора шагового двигателя.
https://darxton.ru/wiki-article/vybor-shagovogo-dvigatelya-i-moshnosti-servoprivoda/
Как выбрать шаговый двигатель

https://youtu.be/PVylCDeHET4
Шаговый Двигатель Без Драйвера - Stepper Motor Run Without Driver
E-Station ; Опубликовано: 19 окт. 2017 г.

https://youtu.be/D0fPwugty0E
Принцип работы шагового двигателя на примере Nema 17/ ШД HS4401
Руки Крюки ; Опубликовано: 12 дек. 2016 г.

https://3dtoday.ru/questions/vibriruyushchiy-shagovyy-dvigatel/
Вибрирующий шаговый двигатель ; Model15 ; 19 Ноября 2017

https://3dtoday.ru/questions/shagovye-dvigateli-dvigayutsya-ryvkami/
Шаговые двигатели двигаются рывками ; IAmGeorgee ; 23 Февраля 2019

[]


Источник: 3dtoday.ru
2018 3dtrands.ru - самые последние тренды в 3D мире.