Strumento di livellamento del letto FS-Touch: 11 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Stanco di cercare di ottenere il letto della stampante 3D livellato perfetto? Frustrato dall'indovinare la corretta resistenza tra ugello e carta? Bene, FS-Touch ti aiuterà a misurare quantitativamente questa forza di pizzicamento e a ottenere un livellamento rapido e preciso del letto in pochissimo tempo.

Caratteristiche di questo strumento di livellamento del letto (termine corretto è tram):

• Funziona con tutti i tipi di letti: metallo, vetro, magnetico
• Consente di misurare la forza e confrontarla con un valore di forza di riferimento.
• Il valore di riferimento può essere impostato su un nuovo valore premendo un pulsante.
• Indica la direzione per ruotare le manopole di livellamento, perché tutti si confondono quale direzione è in alto e quale è in basso!
• Mostra quanto ancora girare la manopola per raggiungere il punto ottimale attraverso la velocità di rotazione.
• Sensore di forza staccabile che può essere sostituito rapidamente.

Passaggio 1: come funziona

Per ottenere una stampa perfetta, il piano della stampante 3D deve essere livellato (il termine corretto è calibrato). Un letto correttamente livellato è equidistante dalla punta dell'ugello su tutta la sua superficie. Questo di solito viene fatto prendendo un pezzo di carta e mettendolo tra il letto e l'ugello quando l'hot-end è ad altezza zero (Z=0). Quindi la carta viene fatta scorrere e le manopole di livellamento vengono utilizzate per regolare l'altezza del letto finché la carta non viene pizzicata tra i due. Questo si ripete per tutti gli angoli.

Mentre in teoria sembra facile, farlo praticamente è un dolore. L'attrito tra l'ugello e la carta non è acceso/spento (digitale) ma graduale (analogico) su un'ampia gamma di posizioni della manopola di livellamento. Diventa davvero frustrante cercare di trovare il punto in cui fermarsi perché anche se pizzicata tra l'ugello e il letto, la carta può muoversi se si applica anche una forza leggermente maggiore. Quindi è davvero un gioco di tipo hit-and-trial e sentire se la forza di presa è sufficiente o meno. Ho creato FS-Touch per aiutare a misurare oggettivamente questa forza di pizzicamento invece di passare soggettivamente a sensazioni e stime approssimative, per ottenere ogni volta un letto perfettamente livellato.

Per questo viene utilizzato un resistore sensibile alla forza (FSR) e un Arduino Pro Micro per misurare la forza di pizzicamento e visualizzato utilizzando un display a 7 segmenti. L'FSR cambia la sua resistenza alla quantità di forza applicata ad esso e possiamo misurarla usando un Arduino trattando l'FSR come parte di un partitore di tensione. Viene quindi confrontato con un valore memorizzato nella EEPROM di Arduino e il segmento a 7 visualizza le informazioni. Il senso di rotazione mostra la direzione in cui ruotare le manopole di livellamento. La sua velocità di rotazione mostra quanto è fuori dal valore richiesto.

Passaggio 2: materiale richiesto

1. Arduino Pro Micro
2. Display a 7 segmenti
3. Resistenza sensibile alla forza
4. PCB personalizzato
5. Custodia stampata in 3D
6. Premi il bottone
7. Resistori 2.2K x8
8. Resistenza da 100K x1
9. Intestazioni maschili e femminili
10. Blu-Tack

Passaggio 3: fabbricazione PCB: fresatura CNC

Scarica il file Eagle e realizza il PCB. È un design a doppia faccia e non richiede PTH. Quindi è amichevole per la fabbricazione domestica. Il metodo di trasferimento del ferro può essere utilizzato per creare questo PCB.

Dato che ho con me un router CNC, ho creato questo PCB usandolo.

Passaggio 4: fabbricazione del PCB: Soldermask

Questa è stata la prima volta che ho lavorato con soldermask per un progetto. Inizialmente ho praticato i fori e applicato la pasta soldermask, ma poi ostruisce i fori e rende la saldatura difficile anziché facile. Quindi la seconda volta ho applicato la pasta soldermask prima di praticare i fori.

Stampato lo strato di soldermask su fogli trasparenti e stratificato 3 per lato. Questo è stato allineato e fissato con nastro adesivo al PCB fresato. Quindi è stata applicata la pasta soldermask e i fogli trasparenti sono stati posizionati sopra. Questo è stato ripetuto anche per l'altro lato del PCB. Quindi è stato polimerizzato con una lampada UV. Questo non lo ha curato abbastanza bene anche dopo ore, quindi li ho messi al sole per un po' e questo ha funzionato.

Successivamente, i lucidi sono stati rimossi e la lavagna è stata lavata con alcool mentre veniva strofinata leggermente con un pennello. Questo ha rimosso tutta la pasta di soldermask non polimerizzata e ha rivelato i cuscinetti. Alcune parti che avrebbero dovuto avere il soldermask ma non l'avevano, hanno avuto un po' di pasta applicata e polimerizzata. Alcune parti che non avrebbero dovuto avere il soldermask, ma lo erano, sono state accuratamente raschiate con una lama.

Infine la scheda è stata forata e fresata dal grezzo di rame. Il risultato finale è una tavola bellissima.

Passaggio 5: componenti di saldatura

Prima saldare tutte le vie. Una volta fatto, i resistori devono essere saldati al lato inferiore del PCB in posizione verticale come mostrato nell'immagine. Quindi saldare il display a 7 segmenti e il pulsante in posizione. Infine saldare le intestazioni maschili in posizione. Tagliare anche le intestazioni femmina a saldare a misura e saldare all'Arduino Pro Micro.

Passaggio 6: fabbricazione del PCB dell'interfaccia

Crea il PCB dell'interfaccia che è semplicemente una scheda per rompere 2 dei pad dalla scheda principale in un'altra posizione per FSR. Ha 2 fili dalla scheda collegati a 2 pin dell'intestazione maschio a cui si collegano i pin femmina dell'FSR.

Dopo aver saldato i connettori maschio alla scheda di interfaccia, saldare 2 fili dalla scheda di interfaccia ai pin FSR sulla scheda principale. Collega la scheda principale su Arduino, collega l'FSR alla scheda di interfaccia e il nostro hardware è pronto!

Passaggio 7: caricare il codice

Scarica lo sketch Arduino allegato. Collega arduino al PC con il cavo USB. Carica schizzo.

Il segmento a 7 dovrebbe mostrare una linea che gira in tondo. Prova a premere l'FSR con le dita e la velocità di rotazione del display dovrebbe cambiare.

Passaggio 8: custodia per stampa 3D

Ho fornito i file STL insieme ai file di progettazione Fusion360.

Affettali nella tua affettatrice preferita (il mio è Cura) in gcode. Carica su stampante 3D e stampa.

Passaggio 9: assemblaggio

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Uno svantaggio di FS-Touch è che può essere utilizzato solo su un letto e un ugello freschi. Riscaldarli può fondere il sensore. Poiché il letto si deforma e il metallo dell'ugello si espande durante il riscaldamento, le distanze cambiano e quindi il livellamento dovrebbe essere eseguito quando entrambi sono caldi. Si può in gran parte rimediare calibrando con la carta una volta riscaldata e poi lasciandola raffreddare. Quindi memorizzare il riferimento per FS-Touch. Ciò includerà le espansioni nel valore di riferimento e contribuirà a mitigare eventuali variazioni dei valori dovute al riscaldamento. Quindi, quando l'ugello e il letto si riscaldano di nuovo, dovrebbero raggiungere la distanza livellata.

L'applicazione di Blu-Tack sul retro di FS-Touch lo aiuta ad aderire abbastanza bene al letto e gli impedisce di spostarsi a causa del cavo USB. Assicura inoltre che le forze di trazione/spinta non si propaghino dal cavo USB al sensore, il che può influenzare i valori.

Una cosa da assicurarsi prima di utilizzare FS-Touch è che l'ugello sia completamente pulito. Qualsiasi filamento appiccicoso sulla punta dell'ugello aumenterà la sua altezza e quindi produrrà valori di forza errati per il sensore.

Nel complesso, è uno strumento utile per risparmiare tempo e mal di testa quando si livella un letto della stampante 3D.