3D プリントにおけるベッドレベリングセンサーの種類!

あなたが私のようで、数枚のプリントごとにベッドを手動で水平にする必要があることにうんざりしている場合 (実際にはそうではありません。適切なアップグレードを取得すれば、毎月かそこらでベッドを水平にするだけで済むでしょう)、検討することをお勧めします。ベッドレベリングセンサーが役に立ちます!

いくつかの異なるものがあります。この投稿でそれらについて説明し、より用途が広く、より正確で、耐久性があるものなどの概要を説明します。また、私が最も考えているものについての私の意見も述べます.

それでは、早速始めましょう!

自動ベッドレベリングは何をしますか?

3D プリンターのベッドは通常、あまり多くのプリントを行うと水平に保たれず、時々手動で水平に戻す必要があります。これは通常、Ender 3 などの安価なプリンターで発生します。レベリングネジを交換して、ベッドが水平に保たれる時間を増やすことはできますが、通常、手動で頻繁に調整する必要があります。

最初のレイヤーを正しくすることが、一般的にプリントの成否を左右するため、ベッドにしっかりとくっつくプリントを成功させるには、プリントベッドを適切に水平にすることがおそらく最も重要な要素です。

幸いなことに、一部のプリンターには自動ベッドレベリングと呼ばれる組み込み機能があり、新しい印刷が開始されるたびに、印刷ベッドとノズルの間の距離が自動的に最適な高さに設定され、すべての印刷物がベッドに密着するようになります。押しつぶされすぎずに適切に。

この自動レベリング機能を備えた 3D プリンターには、プリントヘッドの先端近くにセンサーがあり、プリントプロセスが開始される前に、特定のポイントでプリントベッドとノズルの間の距離を測定します。

次に、プリンターはこの情報を使用して、表面全体にわたってノズルとベッドの間の距離を調整し、印刷ベッドの一種の「地形図」を作成し、ノズルの Z 位置を調整して、より一貫した方法で造形面に追従します。 .

すばらしいことに、この種のセンサーが付属していないプリンターをお持ちの場合は、自分で取り付けることができ、手動でベッドを再度水平にする必要はありません.

自動ベッドレベリングは、ビルドプレートが歪んでいる場所に応じてノズルを上下に移動させるため、ビルドプレートがわずかに歪んでいる場合 (多くのプリンターの場合) にも大いに役立ちます。

センサーの種類

自動ベッドレベリングセンサーには、あらゆる形状、サイズ、コストがあります。さまざまなセンサーの種類について説明し、それらのテクノロジーを理解し、長所と短所を比較して、ほとんどのタイプのビルドサーフェスでうまく機能するものとそうでないものがあるため、最適なオプションを見つけられるようにします。

容量

静電容量センサーは、静電容量 (コンデンサーが保持できるエネルギー量) を測定することによって機能する非接触センサーです。静電容量は、検出面が物体の近くに置かれたときに変化します。

静電容量式センサーは、最も高速なセンサーの 1 つであり、金属表面と非金属表面の両方、さらにはガラスのような透明な表面でも機能します。これは、ダイの電気定数が空気よりも大きい限り、あらゆる表面を検出できるからです。

これらのセンサータイプのいずれかを使用することの欠点は、温度、湿度、およびビルドサーフェスタイプの変化に非常に敏感であることです。これら 3 つのわずかな変化が検出距離に影響し、したがってベッドの高さに影響します。

私は 99% の確率でガラス面で印刷するので、この種のセンサーは私には適していますが、ビルド面を頻繁に交換する必要がある場合は、この種のセンサーはお勧めしません.

誘導

誘導センサーは、電気インダクタンスの原理で動作する非接触センサーです。簡単に言えば、検知面が金属物体の近くに置かれると変化する磁場を生成します (これは金属表面でのみ機能することが今では推測できると思います)。

静電容量式センサーと同様に、誘導式センサーの z オフセットも、温度と湿度の変化を補正するために調整する必要があります。そのため、エンクロージャの使用はあまりお勧めできません。ただし、オープンスペースでプリンターを実行している場合、誘導センサーは非常にうまく機能するようです。

物理ホール効果センサー

物理的なホール効果センサーには、引き込み式のプラスチックプランジャーピン (磁石を含む) とホール効果センサーがあります。

表面を検出するために、センサーは実際にそれらと物理的に接触する必要があり、プラスチックピンが後退して磁場が変化します。この変化はホール効果センサーによって検出され、ボルトで表されます。

このセンサーは温度と湿度の変化の影響を受けませんが、非常に単純な機械的可動部分があるため、前の 2 つのセンサーよりもかなり遅く、故障や破損の可能性が低く、プラスチックプローブでさえ非常に長持ちします。曲がっても壊れないように設計されています。

BLTouch は、これらのタイプのセンサーの 1 つです。人気の理由は、すべての表面で機能し、温度に影響されないためです。ほとんどの人にこの種のセットアップを使用することを強くお勧めします.

IR センサー (赤外線)

赤外線 (IR) センサーは、周囲環境の赤外線放射を測定および検出する電子デバイスです。物体がセンサーに近づくと、LED からの赤外光が物体に反射し、受信機によって検出されます。

これは、金属および非金属表面の欠陥を検出するために使用できる小型の非接触センサーであり、ガラス表面でも機能しますが、つや消しの裏地をお勧めします。

容量性および誘導性センサーとは異なり、このタイプのセンサーは、バッキングプレートまでの距離ではなく、ガラスベッドの上面までの高さを測定します。デルタプリンターのエフェクターの下など、スペースが制限されている場所での使用に最適です。

ピエゾセンサー

ピエゾセンサーは、物理ホールセンサーに似た接触センサーであり、ノズル自体に取り付けられるか、プリントベッドの下に配置することもできます (通常はデルタプリンターで使用され、あまり一般的ではありません)。

これは、圧電 (圧力を受けたときに特定の固体材料で生成される電荷) の原理に基づいて動作し、これは圧力に比例する電圧として測定できます。

ピエゾセンサーは非常に正確で、特にホットエンドに取り付けられているものは正確で、Printbite、PEI、Buildtak、ガラス、アルミニウムなど、あらゆる印刷面で使用できます。

Duet3D スマートエフェクター

Duet 3D スマートエフェクターはデルタプリンター専用であり、プリンターのホットエンドを Z プローブとして使用して、ノズルとベッドの間の距離を正確に計算し、表面の欠陥を処理することができます。

また、ホットエンドコンポーネント (サーミスタ、ファン、ヒーターカートリッジ) の配線も簡素化されます。

どちらがより正確ですか?

容量性センサー、誘導性センサー、および物理ホール効果センサーは、全体的な精度の点でかなり似ていますが、容量性センサーはわずかに劣っています。 Duet 3D スマートエフェクター、IR センサー、およびホットエンドに取り付けられたピエゾセンサーはすべて、Hotend に取り付けられたピエゾが最も正確であり、もう少し正確です。

ただし、Duet 3D スマートエフェクターは Delta プリンターとのみ互換性があるため、Cartesian または Core X/Y プリンターを使用している場合は使用できません。

先ほど述べたように、静電容量式センサーは、リストの他のセンサーと比較して精度が最も低いため、精度が必要な場合はお勧めしません.

ただし、物理ホール効果センサー (BLTouch など) を最もお勧めします。これは、ビルドの表面がガラスであるか磁気であるかを気にしないためです。機械的に動作するプローブを備えているため、

探査速度

誘導センサーと静電容量センサーは、両方とも非接触センサーであり、理想的な距離を得るために印刷ベッドと物理的に接触するためにプローブしたり上下に繰り返したりする必要がないため、プローブ速度が最も高くなります。

耐久性

すべてのセンサーはかなり耐久性があります。理論的には、可動部分があるもの。物理ホール効果センサーは、摩耗や裂傷により故障する可能性が高くなりますが、実際には、そのメカニズムは非常に単純であり、プローブは壊れるのではなく曲がるように設計されているため、非常に耐久性があります.

私の意見では、自動ベッドレベリングセンサーの交換が必要になる前に、プリンターを交換しなければならない可能性が高くなります。

汎用性?

物理的なホール効果センサーは、すべての表面を検出でき、Z オフセットが温度と湿度の変化の影響を受けないため、導電性センサーや誘導性センサーよりも汎用性があります。

3D デュエットスマートエフェクターを除くすべてのセンサー、ホットエンドマウントおよびベッドの下のピエゾセンサーには、個別の Z プローブがあります。ノズルと Z プローブの相対的な高さは、XY 平面での移動中にプリントヘッドが傾くと変化し、XY 位置によってトリガーの高さが明らかに変化します。この影響を最小限に抑えるために、Z プローブをノズルのできるだけ近くに取り付けます。

IR センサーは、ノズルの近くに取り付けられるほど軽量で小さいため、ここで有利です。

ガラスに最適な自動ベッドレベリングセンサー

物理ホールセンサーは、通常、ガラスベッドまたはその他の非金属表面に最も適したセンサーです (ただし、物理プローブを使用してノズルとベッドの間の距離を測定するため、金属表面でも非常にうまく機能します)。ほとんどのセンサーは、ガラスを検出できないため、誘導センサーを除き、ガラスベッドでうまく機能します。

EZABL

EZABL は、マザーボードからの電気的絶縁、熱暴走保護、ゼロ温度ドリフトを提供する静電容量センサーです。透明なものを含む金属および非金属の表面で機能します。 65 ドルと少し高いですが、追加料金を払う価値があるかもしれません。

これには 2 つの欠点があります。センサーマウントを別途購入するか、自分で印刷する必要があります。ファームウェアを更新するには、Arduino IDE を使用して 3D プリンターの USB ポート経由でアップロードする必要がありますが、経験豊富なメーカーにとっては問題ありません。

BLタッチ

BLTouch は機械式センサーであり、特に Ender 3 の場合、間違いなく最も人気のある自動ベッドレベリングセンサーです。その新しいバージョンには、次の 3 つの部分があります:-

オンボードマイクロコントローラ
ソレノイドスイッチ
物理的な押しピン

古いバージョンにはホール効果センサーがありましたが、新しいバージョンではマイクロコントローラーと連携したソレノイドスイッチを使用して、押しピンが後退したときに表面を検出します。透明な表面を含む金属および非金属の表面を検出できます (機械的に動作するため、これは明らかですが、情報を取得したことを確認したかったのです)。費用は約 50 ドルで、取り付けが簡単なため初心者に適しています。また、オンラインで多数の説明ビデオを利用できます。

UPtanium レベリングキット

Uptanium 自動ベッドレベリングキットは、両方の長所を提供します。 EZABL と同様に静電容量式センサーですが、BLTouch と同様に取り付けが簡単なため、初心者に適しています。それ自体を電気的に絶縁し、金属および非金属の表面を検出できます。かかる

1 つの欠点は、約 65 ドルで販売されていることです。

1 つの重要な考慮事項

Z プローブがノズルから分離している場合、基本的にスマートエフェクタを除く前述のすべてのもの、および両方のピエゾタイプ (ホットエンドとベッドに取り付けられている) の場合、XY 平面内で移動するときにプリントヘッドが傾く場合、ノズルと Z プローブも傾きによって変化し、XY 位置によってトリガーの高さが明らかに変化します。

この影響は、Z プローブをノズルのできるだけ近くに取り付けることで軽減できますが、Z プローブが適切に取り付けられていることをできる限り確認してください。

結論

ほとんどの人、特に 3D プリントの世界全体に不慣れで、電子機器やプローブの適切な取り付け方法に関する経験や知識があまりない人には、BLTouch を使用することをお勧めします。多くの異なる人々によってテストされており、それはうまくいきます!さらに、インストールは他の製品と比べて非常に簡単です。

この情報がお役に立てば幸いです!

良い一日を！

3D プリントにおけるベッド レベリング センサーの種類!