Právě jsme vydali novou verzi firmwaru (6.0.0) pro tiskárny XL, ve které jsme přidali novou funkci, zvanou Phase Stepping! Ta dokáže snížit vibrace motoru vaší XL o více než 96%, a tím nejen ztiší celý provoz tiskárny ale také zlepší kvalitu tisku! Snížení hluku je tak znatelné, že nejspíš nebudete věřit vlastním uším! Je to vůbec taková opravdu šikovná funkce, kterou si už teď mnoho uživatelů XL pochvaluje.🙂

V tomto článku vám představíme, jak Phase Stepping (neplést s Phase Shiftingem ze Star Treku) funguje, jak se liší od Input Shaperu a jak jsme dosáhli tak zásadní změny pouhou aktualizací firmwaru.

Jak to funguje?

Proces Phase Stepping důkladně zanalyzuje každý motor ve vaší XL, změří jeho specifickou odchylku a zkalibruje ho tak, aby správně reagoval na řídící signál z driveru. Když motor řídí původní, nemodifikovaný signál, může to vést k vibracím, které se pak následně šíří celou konstrukcí tiskárny, způsobují nepříjemný hluk a drobné nedokonalosti na výtisku. Ty mohou vypadat například jako souvislé, nemizící útvary z malých vlnek. Phase Stepping tomu všemu dokáže zabránit, a vyřešit tak tři problémy jedinou kalibrací!

Podívejte se na video, ve kterém Phase Stepping vysvětluje a předvádí Josef – i s měřením hluku před a po kalibraci. Rozdíl je dost jasně vidět (a slyšet 🙂 ). Netřeba dodávat, že pro účely videa jsme vybrali tu nejhlučnější XL, kterou jsme našli. 🙂

Proč je to vůbec potřeba?

Otázkou je: proč motory vůbec takhle rezonují? Motory jsou jednou z nejdůležitějších součástí 3D tiskárny a jejich bezchybný chod s přesnými kroky je základ, který určuje výslednou kvalitu tisku. Zároveň jsou ale také jednou z nejsložitějších komponent, a přestože máme dlouhodobě prověřeného dodavatele s vysoce kvalitními díly, může se kvůli výrobním tolerancím a dalším vlivům celková kvalita výroby některých motorů mírně odchylovat.

Tyto odchylky bývají opravdu minimální, takže motor není vadný, ale pořád mohou mít poměrně velký vliv na jeho chod. Takový motor může mít některé drobné nedokonalosti, například nepřesný tvar zubů nebo mírně odlišné vinutí cívky, a ty pak způsobují, že motor nesprávně reaguje na standardní signál z driveru. A to pak může při určitých rychlostech způsobovat vibrace a hluk.

Pojďme si to zkusit!

Jsme si celkem jistí, že si tuhle novou funkci budete chtít hned vyzkoušet! Není problém – potřebujete jen tiskárnu XL s nejnovějším firmwarem 6.0.0. Funkce Phase Stepping nevyžaduje žádné zvláštní podmínky, úpravy nebo zásahy, takže tiskárna může zůstat tam, kde je.

Asi to jediné, co nedoporučujeme, je mít hned vedle právě kalibrované tiskárny spuštěnou tiskárnu nekalibrovanou, nebo mít vedle sebe dvě tiskárny, které se kalibrují současně. Pak by se mohlo stát, že se tiskárny budou navzájem rušit, a to by výrazně zhoršilo celkový výsledek kalibrace.

Tiskové vady odstraněné Phase Steppingem

Poté můžete rovnou přejít ke kalibraci. Tu spustíte z nabídky tiskárny -> Ovládání -> Kalibrace a testy -> Phase Stepping kalibrace. Po spuštění procesu tiskárna provede homing a pak spustí kalibraci. Každý motor bude kalibrován samostatně a dokončení kalibrace bude trvat přibližně jednu minutu pro každou osu. (Už během procesu můžete poslouchat, jak se motor postupně ztišuje. 🙂 )

Po úspěšném dokončení kalibrace se na obrazovce tiskárny zobrazí výsledky snížení vibrací. V těch můžete vidět, o kolik procent byla snížena amplituda vibrací pro každou osu – výsledky mohou přesáhnout i 96%. Nezapomeňte však, že tato hodnota představuje snížení vibrací, ne hluku. Úspěšnou kalibrací se hluk výrazně sníží, ale samozřejmě ne až o tolik procent. Ale i tak vás výsledek určitě příjemně překvapí!

Obrazovka s výsledky kalibrace Phase Steppingu – jak sami vidíte, snížení amplitudy vibrací je opravdu výrazné.

Další skvělou věcí je, že kalibrace je jednorázová a vydrží prakticky napořád, i když tiskárnu přemístíte jinam nebo ji umístíte na jiný stůl. Nová kalibrace je nutná jen pokud na tiskárně provedete nějaké zásadní změny, například výměnu motorů. Pokud vyměníte řemeny nebo upravíte jejich napnutí, kalibrace není nutně potřeba, ale důrazně ji doporučujeme, protože ačkoliv kalibrujeme především motory, které mají na celkovou hladinu hluku ten největší vliv, kalibrace také částečně kompenzuje interakci motoru se zbytkem konstrukce tiskárny, včetně řemenů.

Kromě takových zásahů do konstrukce by kalibrace měla zůstat stabilní za všech podmínek. Jedním z mála vnějších vlivů, které by ještě mohly způsobit potřebu nové kalibrace, by bylo vystavení tiskárny velkým změnám teplot. Nicméně „velkým“ v tomhle případě znamená přemístění tiskárny například z horkého místa na slunci na místo, kde mrzne. Takže pokud neplánujete vaši tiskárnu přesunout z Arrakisu na Hoth, mělo by všechno být v pořádku. 😀 Ale čistě pro úplnost jsme chtěli zmínit i tento bod.

Funkce Phase Stepping je k dispozici pouze na modelu XL. Chápeme, že jste nejspíš zvědaví, kdy bude dostupná i na našich ostatních tiskárnách. Zatím je ale pořád příliš brzo na to, abychom mohli říct, jestli by to – vzhledem k rozdílům v konstrukci tiskárny – mělo znatelný vliv.

Stealth mód vs Phase Stepping vs Input Shaper

Snížit hlučnost 3D tiskáren je něco, o co se snažíme dlouhodobě. Jak už pravděpodobně víte, naše tiskárna MK3 obsahuje Stealth mód, který využívá technologii StealthChop od Trinamic – ta tlumí „pištění“ motorů. Ve verzi firmwaru 6.0.0 jsme Stealth mód implementovali také pro tiskárny XL, i když na nich funguje jinak. Na XL omezuje určité maximální otáčky motorů, při kterých motory tiskárny „piští“. Ovlivňuje pouze přejezdové pohyby, takže i když se celková doba tisku mírně prodlouží, rychlost tiskových pohybů zůstane stejná. Pokud Stealth mód zkombinujete s Phase Steppingem, je rozdíl opravdu zásadní.

Ukázka snížení hladiny hluku. Podívejte se na video a poslechněte si to sami!

Není od věci také probrat rozdíl mezi Phase Steppingem a Input Shaperem. Obě tyto technologie se sice zaměřují na potlačení vibrací, ale každá řeší jiný typ. Input Shaper tlumí vibrace, které vznikají když tiskárna zrychluje a zpomaluje. Ty mohou tvořit ringing/vlnky na okraji tisku. Tyto vlnky se objevují a zase postupně mizí. Takové vibrace jsou ovlivněny konstrukcí tiskárny (celkovou pevností, váhou tiskové hlavy, napnutím řemenů atd.) a rychlostí a „hladkostí“ zrychlení. To znamená, že Input Shaper potřebujete, abyste mohli tisknout jak rychle, tak kvalitně.

Phase Stepping se zase zaměřuje specificky na vibrace motorů, i když i ty se následně šíří celou konstrukcí tiskárny. K těmto vibracím dochází, když se tiskárna pohybuje konstantní rychlostí (zde Input Shaper nemá žádný vliv), a potlačení vibrací vede k redukci vln, které postupně nemizí a jejichž vlnová délka je nižší než 0,8-1 mm (přesné číslo závisí na směru pohybu). Naši vývojáři pořád pilně pracují na vylepšování každé z našich tiskáren i několik let po jejím uvedení na trh – a model XL není výjimkou.(Tichému) Tisku zdar!