Klipper 高速チューニング: 入力シェイパー、圧力アドバンス & フローシーリング

1.Klipper が 3D プリンティングを永遠に変えた理由

_ 長年にわたり、3D プリンターは非力な 8 ビット マイクロコントローラーまたは低予算の 32 ビット マイクロコントローラーで動作していました。 60 mm/秒を超える速度で詳細な曲線を印刷しようとすると、プリンタのオンボード プロセッサが運動学的計算で詰まり、移動中につまずき、急旋回時に激しく揺れました。

Klipper は、ワークロードを分割することでスクリプトを反転しました。実際のコンピューター (Linux を実行している Raspberry Pi または CB1) に、スムーズな加速 S カーブと共振計算の計画を担当させ、プリンターのマザーボードは、マイクロ秒タイマーでモーター ステップをパルスするだけの軽量スレーブとして機能します。

このアーキテクチャは、3 つの革新的なテクノロジーを可能にします。 1) 入力シェーピング (フレーム振動をキャンセルして、ゴーストなしで 10,000 mm/s² 以上で加速できるようにします)。 2) 圧力前進 (膨らんだ角を鋭くする)。 3) スムーズな高速モーションプランニング。

2.飛行前機械チェック: ソフトウェアではボルトの緩みは修正されません

_ 加速度センサーを接続する前、または「printer.cfg」を編集する前に、物理的な監査を実行してください。ソフトウェアは機械的なスロップを補正できません。

1. CoreXY ベルト テンション ハーモニー: Voron、Bambu、または RatRig プリンタでは、両方のベルト (A と B) がまったく同じ共振周波数 (通常、150 mm スパンで 110 Hz から 140 Hz、Spectroid などのギター チューナー電話アプリで確認) まで張られる必要があります。

2. ツールヘッドの剛性: ノズルを指でつかみ (冷たいとき!)、小刻みに動かします。ツールヘッドのベアリング、押出機マウント、またはガントリーに遊びがある場合は、偏心ナットまたはレール キャリッジ ボルトを締めてください。

3. フレームの直角度: フレームの対角角をノギスで測定し、ガントリーが歪んでいないことを確認します。

3.入力シェイパー: 物理学による振動のキャンセル

_ 重いツールヘッドが 10,000 mm/s² で停止して方向を反転すると、機械フレームが曲がり、音叉のように鳴り、平らな壁に波状の「ゴースト」波紋が残ります。

_ 入力シェーパーの仕組み: Klipper は速度を落とす代わりに、フレームが振動する正確な周波数 (たとえば 52Hz) を計算します。コーナーを曲がるとき、Klipper はステッピング モーターのパルスに反転した逆振動波形を注入し、フレームが揺れる前にマシンのエコーを打ち消します。

加速度計 (ADXL345) の使用: 5 ドルの USB 加速度計をツールヘッドにボルトで固定し、TEST_RESONANCES AXIS=X および TEST_RESONANCES AXIS=Y を実行します。 Klipper はツールヘッドを 1Hz から 133Hz まで振って共振ピークをグラフ化し、最適なフィルター アルゴリズム (MZV、ZVD、EI、2HUMP_EI) を推奨します。

MZV は、剛性 CoreXY フレームの標準です。最小限のコーナー スムージングでゴーストをきれいに除去します。 EI および 2HUMP_EI は、より重いベッドリンガーに適した、より強力なフィルターです。

4.圧力前進: 膨らんだ角の除去

ホットエンド内の溶融プラスチックは、圧縮可能なバネのように動作します。押出機のモーターが生フィラメントを 1 mm 押し込むと、プラスチックはすぐにはノズルから出ず、最初に溶融ゾーン内で圧力が高まります。

_ 圧力前進なし: ノズルが減速して 90 度回転すると、蓄積された圧力によってプラスチックが噴射され続け、太くて丸く膨らんだ角が形成されます。ノズルがターンから離れる方向に加速すると、押し出しが遅れ、細くて弱いラインが作成され始めます。

Pressure Advance はアンチロック ブレーキのように機能します。減速する前に押出機の圧力をミリ秒単位で戻し、ノズルがターンから加速するときに圧力を右前方に急上昇させます。

チューニング: Klipper チューニング タワー テストを実行します: TUNING_TOWER COMMAND=SET_PRESSURE_ADVANCE PARAMETER=ADVANCE START=0 FACTOR=.005。角が鮮明で鋭い高さを測定し、pressure_advance = [Value] を [extruder] 設定に保存します。

5.体積メルト天井: 本当の速度制限

スライサー速度を 500 mm/s に設定できますが、ホットエンドの熱溶融能力を超えると、すぐに押出不足が発生します。

支配方程式:

例: 250 mm/sの印刷速度、積層高さ0.2mm、線幅0.45mmの場合に必要な流量: 250 × 0.2 × 0.45 = 22.5 mm³/s。

_ 標準の V6 ホットエンドが 14 mm³/s しか溶融できない場合、押出機のモーターはステップをスキップし、弱い多孔質の壁を生成します。 0.6 mm ノズルまたは厚いレイヤーを使用して高速に印刷するには、30 ～ 45 mm³/秒の高流量ホットエンド (Volcano、CHT ノズル、または Phaetus Rapido) にアップグレードします。