Alles über Auto Bed Leveling / Tramming

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Sonntag, 05. Juli 2020

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Stefan J. Trucker

Ich nutzte kein Auto-Bed-Leveling, da es in den Meisten Fällen auch kein richtiges Bed-Leveling ist, denn es werden einfach die Unebenheiten mit der Z-Achse ausgeglichen. Das heißt, dass bei jeder Bewegung mindestens 2 Achsen in Bewegung sind und mein Teil geometrisch nicht korrekt dimensioniert das Druckbett verlässt. Dies stellt bei Figuren und Anschauungsobjekten kein Problem dar, jedoch aber bei Funktionsteilen die eine Passgenauigkeit voraussetzen.

Wie Funktioniert Autobedleveling eigentlich?

Mittlerweile sind die meisten Drucker mit Auto Bedleveling mit einem Sensor wie BL-Touch, Induktiv,.. ausgestattet, womit der Abstand zum Druckbett auf mehreren Positionen gemessen wird und die Nullposition der Z-Achse bei jedem Messpunkt einen Offset setzt. So wird beim Drucken die Z-Achse bewegt, damit die Düse immer (fast) den gleichen Abstand zum Druckbett hat.

Für Funktionsmodelle ergibt sich, jedoch das Problem, dass das Modell, je nach Ebenheit der Druckbettes, keine ebenen Flächen haben können und zusätzlich die Bodenfläche nicht im richtigen Winkel zu den Seitenflächen sein kann.

Das Problem von Auto Bedleveling (Z-Achsenkompensation)?

Da der Drucker immer parallel zum Druckbett fährt, auch wenn dieses schief, oder gewölbt ist werden die Drucke eben auch dementsprechend gewölbt und nicht im Winkel gedruckt. Drucke, bei denen es um keine Funktion geht ist dies meist egal, denn bei denen ist es nur wichtig, dass der erste Layer wirklich gut haftet, was mit dem idealen Abstand zwischen Düse und Druckbett erreicht wird.

Benötigt man jedoch Teile, die zum zusammenstecken sind, so kann es möglich sein, dass durch das unebene und womöglich schiefe Druckbett diese nicht passen, da sie keine ebenen Flächen haben und diese zusätzlich nicht im richtigen Winkel zueinander stehen. Im Idealfall kann dies nachbearbeitet werden, was jedoch sehr zeitaufwendig ist und im Schlimmsten Fall sind die Drucke unbrauchbar.

Möchte man nun diesem Problem entgegenwirken und arbeitet mit einem Raft, dann wird dies nichts ändern, denn der Raft wird parallel zur Druckplatte platziert und kann so keine Unebenheiten ausgleichen und die Unebenheiten werden weiterhin auf den Druck übertragen. Will man also nun perfekt gerade Teile muss man das Auto Bedleveling deaktivieren und kann dann mit einem Raft arbeiten.

Wann macht Auto-Bedleveling (Z-Achsenkompensation) Sinn?

Bei sehr großen Druckern, sprich von mehr als 40x40cm Druckbettgröße, bei denen es sehr schwer ist ein 100% ebenes Druckbett zu bauen, welches nicht mehrere Zentimeter dick ist und kostspielig plangefräst wurde, denn auf eine unebene Platte wird man nie einen perfekten ersten Layer drucken können und ein Raft auf so großer Fläche wäre Materialverschwendung und würde die Druckzeit deutlich verlängern.

So Levelt man sein Druckbett am besten mit Auto-Bedleveling (Z-Achsenkompensation)?

Zuerst sollt das Druckbett getrimmt werden, dass die X und Y Achse so parallel als möglich zum Druckbett sind. Im Anschluss startet man das Auto-Bedleveling, dass nun alle Unebenheiten des Druckbetts misst und die passenden Z-Offset berechnet.
Startet man nun seinen ersten Druck, dann prüft man, ob der hinterlegte Wert des Z-Abstandes auch stimmt und ändert wenn nötig den Offset entsprechend.

Was ist Bed Traming?

Bed Traming bedeutet, dass das Druckbett parallel zum Verfahrensweg der X- und Y-Achse auszurichten, eine sogenannte Trimmung. Dies erfolgt mit der Hilfe eines Sensors (BL-Touch, Induktiv,..), welcher den abstand zum Druckbett misst und dann den Abstand des Druckbetts auf den Idealen Abstand zur Düse einstellt.

Kurz gesagt, das Druckbett wird in den Montagepunkten in den 4 Ecken (oder auch nur 3 Aufnahmepunkte sind möglich) in der Höhe so verstellt, dass die Düse schlussendlich an jeder Position den gleichen Abstand zum Druckbett hat ohne die Z-Position zu ändern.

So ist meine Herangehensweise beim Trimmen des Druckbetts.

Da ich vor jedem größeren Druck manuell Level ist es bisher für mich nie ein Problem gewesen, dass der erste Layer Probleme macht. Dies ist aber auch, da ich meinen Drucker gut eingestellt habe und er erzeugt nur geringe Vibrationen (Beschleunigung, Jerk, Druckgeschwindigkeit, Spielfreie Führung der Achsen, Entkopplung vom Tisch) und so verstellt sich das Bett nur sehr selten. Selbst nach langen Stillständen wische ich mit einem feuchten Microfasertuch über das Druckbett und starte den Druck. Natürlich habe ich die Schrauben der Bettausrichtung auch etwas mit Schraubensicherungskleber gesichert, aber Achtung, nicht zu viel, denn sonst kann man das Druckbett nicht mehr, oder nicht mehr gut einstellen. Es reicht etwas davon in die Gewindegänge zu geben, nur damit es etwas mehr Widerstand beim Schrauben hat, ich will die Schraube nicht dauerhaft fixieren!! Daher die Schraube mit Kleber ganz dünn bestreichen, trocknen lassen und erst dann einbauen.

Auch mein Druckbett ist nicht zu 100% eben, aber so drucke ich den ersten Layer etwas wärmer, dass die vorhandenen Unebenheiten besser ausgeglichen werden können, das das Filament besser verläuft und besser haften bleibt. So entstehen aber so genannte Elefantenfüße und mein Bauteil muss eventuell nachbearbeitet werden.

Wenn ich ein perfektes Bauteil benötige, so drucke ich diese auf einen Raft, der die ganzen Unebenheiten ausgleicht.

Bei einem Raft ist es wichtig darauf zu achten, dass man diesen richtig einstellt, um das Druckteil auch leicht vom Raft abzubekommen und eine schönen Boden zu erhalten. Mehr dazu im Artikel FDM Drucker richtig Kalibrieren

Das Ideale Druckbett

Das ideale Druckbett ist eine plangefräste Aluminiumplatte, die dick genug ist, damit sie nicht durch ihr Eigengewicht oder leichten Belastungen durchgebogen wird. Je nach Größe ist dies natürlich unterschiedlich. Durch das Planfräsen ist dieses Druckbett nun zu 99,9% eben und kann mit einer 3-Punktaufnahme auf dem Drucker fixiert werden. Mit der 3-Punkt Aufnahme muss nun das Druckbett parallel zum Druckkopf ausgerichtet werden (Ideal wäre es, wenn dieser natürlich parallel zum Boden ist, dies muss aber nicht der Fall sein).

3 Punk Aufnahme

Erweitert man nun das Ideale Druckbett, so ist jeder Punkt der 3-Punktaufnahme des Druckbettes auf einer eigenen Führung montiert (Das Druckbett ist die Z-Achse) so, dass mit einem Sensor der perfekte Abstand des Druckbettes in den 3 Aufnahmepunkten gemessen werden kann um es in jeder ecke auf den exakt gleichen Abstand zur Düse einzustellen.

4 Punkt Aufnahme

In dieser Version ist das Druckbett fest am Boden des Druckers montiert und die Z-Achse ist eine Core X-Y Rahmen, der mittels Riemen bewegt wird. Wie der Voron 4, mehr Details ergänze ich bald

Sensoren für Auto Bed Leveling

Clicky-Probe

https://www.youtube.com/watch?v=v5BhECVlKJA&t=4s

Induktive Sensoren

https://all3dp.com/2/inductive-sensor-3d-printer-ender-3-inductive-sensor/

https://www.pandapi3d.com/bdsensor

Optische Sensoren

Quellen

Updates

08.06.2023	Artikel überarbeitet und auf die neue Seite übersiedelt

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