Tipos de sensores de nivelamento de cama na impressão 3D!

Se você é como eu e está cansado de ter que nivelar manualmente a cama a cada duas impressões (não realmente, se você obtiver as atualizações adequadas, provavelmente poderá se safar nivelando-a a cada mês), então você pode considerar obter um sensor de nivelamento de cama para ajudá-lo!

Existem alguns diferentes e vou falar sobre eles neste post, além de dar uma visão geral de quais são mais versáteis, mais precisos, duráveis, etc., e também darei minha opinião sobre o que acho mais as pessoas devem ir.

Então, sem mais delongas, vamos começar!

O que o nivelamento automático da cama faz?

A base de uma impressora 3D geralmente não fica nivelada para muitas impressões e você terá que re-nivelar manualmente de vez em quando. Isso geralmente acontece com impressoras mais baratas, como a Ender 3, e mesmo que você possa trocar os parafusos de nivelamento e aumentar o tempo que a mesa permanece nivelada, geralmente você terá que ajustá-lo manualmente de vez em quando.

Ter uma mesa de impressão devidamente nivelada é provavelmente o fator mais importante quando se trata de obter uma impressão bem-sucedida que adere bem à mesa, já que acertar a primeira camada é o que geralmente faz ou quebra sua impressão.

Felizmente, algumas impressoras possuem um recurso embutido chamado nivelamento automático da base, que garante que toda vez que uma nova impressão for iniciada, a distância entre a base de impressão e o bico seja definida automaticamente para a altura perfeita, garantindo que cada impressão adira à base corretamente sem também ser esmagado demais.

As impressoras 3D que apresentam esse recurso de nivelamento automático possuem um sensor localizado próximo à ponta do cabeçote de impressão que mede a distância entre a mesa de impressão e o bico em pontos específicos antes mesmo do processo de impressão começar.

A impressora então usa esta informação para ajustar a distância entre o bocal e a base em toda a superfície criando uma espécie de “mapa topográfico” da mesa de impressão, ajustando a posição Z do bocal para seguir a superfície de construção de forma mais consistente .

O legal é que se você tem uma impressora que não vem com esse tipo de sensor, você mesmo pode instalar uma e nunca mais precisar nivelar a mesa manualmente.

O nivelamento automático da cama também ajuda muito se você tiver uma placa de construção ligeiramente empenada, como é o caso de muitas impressoras, pois moverá o bico para cima ou para baixo dependendo de onde a placa de construção estiver deformada.

Tipos de sensores

Os sensores de nivelamento automático da cama vêm em todas as formas, tamanhos e custos. Vamos discutir os diferentes tipos de sensores, entender sua tecnologia e comparar seus prós e contras para ajudá-lo a descobrir a melhor opção para você, já que alguns funcionam bem na maioria dos tipos de superfícies de construção, enquanto outros não.

Capacitivo

Um sensor capacitivo é um sensor sem contato que funciona medindo a capacitância, que é quanta energia o capacitor pode conter, que muda quando sua face de detecção é colocada perto de um objeto.

Um sensor capacitivo é um dos sensores mais rápidos que existem, e funciona em superfícies metálicas e não metálicas e até transparentes como vidro, pois pode detectar qualquer superfície, desde que sua constante elétrica seja maior que o ar.

A desvantagem de usar um desses tipos de sensores é que eles são altamente sensíveis a mudanças de temperatura, umidade e tipo de superfície de construção. Qualquer pequena mudança nesses três afetará sua distância de detecção e, portanto, o nível da cama.

Eu imprimo com uma superfície de vidro 99% das vezes, então esse tipo de sensor funciona bem para mim, mas se você é alguém que precisa trocar a superfície de construção constantemente, eu não recomendaria esse tipo de sensor.

Indutivo

Um sensor indutivo é um sensor sem contato que funciona com base no princípio da indutância elétrica. Em termos simples, ele produz um campo magnético que muda quando sua face sensora é colocada perto de um objeto metálico (acho que você pode adivinhar agora que este só funcionará em superfícies metálicas).

Semelhante aos sensores capacitivos, o deslocamento z dos sensores indutivos também precisa ser ajustado para compensar quaisquer mudanças na temperatura e umidade, razão pela qual o uso de um gabinete não é realmente recomendado. No entanto, se você tiver sua impressora funcionando em um espaço aberto, os sensores indutivos parecem funcionar muito bem.

Sensor de efeito Hall físico

Um sensor físico de efeito Hall tem um pino de êmbolo de plástico retrátil (contendo um ímã) e um sensor de efeito Hall.

Para detectar superfícies, o sensor precisa fazer contato físico com elas, o que retrai o pino de plástico, resultando em mudança no campo magnético. Esta mudança é captada pelo sensor de efeito hall que então a expressa em volts.

Este sensor não é afetado por mudanças de temperatura e umidade, mas é consideravelmente mais lento que os dois sensores anteriores, pois possui partes móveis mecânicas extremamente simples, portanto, é menos provável que falhe ou quebre, e até as sondas de plástico duram muito eles são projetados para dobrar e não quebrar.

O BLTouch é um desses tipos de sensores, e a razão pela qual é tão popular é porque funciona em todas as superfícies e porque a temperatura não o afeta. Eu recomendo fortemente que a maioria das pessoas vá com esse tipo de configuração.

Sensor IR (Infravermelho)

Um sensor infravermelho (IR) é um dispositivo eletrônico que mede e detecta a radiação infravermelha em seu ambiente circundante. Quando um objeto se aproxima do sensor, a luz infravermelha do LED reflete no objeto e é detectada pelo receptor.

É um pequeno sensor sem contato que pode ser usado para detectar imperfeições em superfícies metálicas e não metálicas e também pode funcionar em superfícies de vidro, mas recomenda-se um suporte fosco.

Ao contrário dos sensores capacitivos e indutivos, esse tipo de sensor mede a altura até a superfície superior de uma cama de vidro, não a distância até uma placa de apoio, e é ideal para uso em espaços restritos, como sob o efetor de uma impressora delta.

Sensor Piezo

Um sensor Piezo é um sensor de contato, semelhante a um Sensor Hall Físico, que é conectado ao próprio bocal ou também pode ser colocado sob a mesa de impressão (geralmente usado com impressoras Delta e muito menos comuns).

Ele funciona segundo o princípio da Piezoeletricidade (a carga elétrica produzida em certos materiais sólidos quando eles sofrem pressão) e isso pode ser medido como uma tensão proporcional à pressão.

Os sensores piezoelétricos são muito precisos e precisos, especialmente os montados no hotend, e podem ser usados ​​com qualquer superfície de impressão, incluindo Printbite, PEI, Buildtak, Glass, Aluminium, etc.

Efetor Inteligente Duet3D

O Duet 3D Smart Effector é apenas para impressoras delta e permite que o hotend da impressora seja usado como uma sonda Z para calcular com precisão a distância entre o bico e o leito, cuidando de eventuais imperfeições na superfície.

Também simplifica a fiação dos componentes do hotend (termistor, ventiladores e cartucho do aquecedor).

Qual ​​é mais preciso?

Os sensores capacitivos, indutivos e de efeito de hall físico são bastante semelhantes em termos de precisão geral, com o sensor capacitivo sendo um pouco pior. O efetor inteligente Duet 3D, o sensor IR e o sensor piezo montado no hot end são um pouco mais precisos, sendo o piezo montado no hotend o mais preciso.

No entanto, o efetor inteligente Duet 3D é compatível apenas com impressoras Delta, portanto, se você estiver usando uma impressora cartesiana ou Core X/Y, não poderá usá-la.

Como acabei de mencionar, o sensor capacitivo não é recomendado se você precisar de precisão, pois é aquele com a menor precisão em relação aos outros da lista.

No entanto, eu recomendaria mais o sensor Physical-Hall Effect (BLTouch, etc.), já que eles realmente não se importam se sua superfície de construção é de vidro, magnética, etc. porque eles têm uma sonda que funciona mecanicamente, o que o torna o mais versátil.

Velocidade de sondagem

Os sensores indutivos e capacitivos têm a maior velocidade de sondagem porque ambos são sensores sem contato e não precisam sondar ou alternar para cima e para baixo para fazer contato físico com a mesa de impressão para obter a distância ideal.

Durabilidade

Todos os sensores são bastante duráveis. Em teoria, aqueles com as partes móveis e. o sensor de efeito Hall Físico, têm mais chance de falhar por causa do desgaste, mas na realidade, seus mecanismos são extremamente simples e as sondas são projetadas para dobrar em vez de quebrar, tornando-as muito duráveis.

Na minha opinião, há uma chance maior de você ter que substituir sua impressora antes que haja a necessidade de substituir os sensores de nivelamento automático da cama.

Versatilidade?

O sensor físico de efeito Hall é mais versátil que os sensores condutivos e indutivos porque pode detectar todas as superfícies e seu deslocamento Z não é afetado por mudanças na temperatura e umidade.

Todos os sensores, exceto o efetor inteligente 3D duet, montado na extremidade quente e embaixo da cama Os sensores Piezo têm uma sonda Z separada. A altura relativa do bocal e da sonda Z irá variar se a cabeça de impressão se inclinar enquanto se move no plano XY, o que levará a variações aparentes na altura do gatilho com a posição XY. Monte a sonda Z o mais próximo possível do bocal para minimizar este efeito.

Os sensores IR têm uma vantagem aqui, pois são leves e pequenos o suficiente para serem montados mais próximos do bocal.

Melhor sensor de nivelamento automático de cama para vidro

Os sensores de hall físico são geralmente os sensores mais adequados para leitos de vidro ou qualquer outra superfície não metálica (embora também funcionem extremamente bem com superfícies metálicas porque usam uma sonda física para medir a distância entre o bocal e o leito). A maioria dos sensores funciona bem com uma cama de vidro, exceto os indutivos, pois não serão capazes de detectar o vidro.

EZABL

O EZABL é um sensor capacitivo que oferece isolamento elétrico da placa-mãe, proteção contra fuga térmica e desvio de temperatura zero. Funciona com superfícies metálicas e não metálicas, inclusive transparentes. Por US $ 65, é um pouco caro, mas o custo extra pode valer a pena.

Tem duas desvantagens; você terá que comprar a montagem do sensor separadamente ou imprimi-lo você mesmo, e para atualizar o firmware você terá que usar o Arduino IDE e carregá-lo através da porta USB da impressora 3D, mas isso não deve ser um problema para fabricantes experientes, pois é um dos sensores mais bem documentados e bem suportados atualmente disponíveis.

BLToque

O BLTouch é um sensor mecânico e é definitivamente o sensor de nivelamento automático de cama mais popular, especialmente para o Ender 3. Suas versões mais recentes têm as três partes a seguir:-

1. Microcontrolador integrado
2. Interruptor de solenoide
3. Alfinete físico

As versões mais antigas tinham sensores de efeito hall, mas as mais recentes usam uma chave solenóide em conjunto com um microcontrolador para detectar superfícies quando o pino se retrai. Ele pode detectar superfícies metálicas e não metálicas, incluindo as transparentes (isso é meio óbvio, pois funciona mecanicamente, mas eu queria ter certeza de que você recebeu as informações). Custa cerca de US $ 50 e é adequado para iniciantes, pois é fácil de instalar, e muitos vídeos instrutivos estão disponíveis on-line para isso.

Kit de nivelamento UPtanium

O kit de nivelamento automático de cama Uptanium oferece o melhor dos dois mundos. Assim como o EZABL, é um sensor capacitivo, mas também como o BLTouch, é adequado para iniciantes devido à facilidade de instalação. Ele se isola eletricamente e pode detectar superfícies metálicas e não metálicas. Isso custa

A única desvantagem é que ele é vendido por cerca de US $ 65.

Uma consideração importante

Se a sua sonda Z estiver separada do bocal, essencialmente todos os mencionados anteriormente, exceto o Smart Effector, e ambos os tipos Piezo (Hotend e montado na mesa), se a cabeça de impressão se inclinar enquanto se move no plano XY, as alturas relativas de o bico e a sonda Z também variam com a inclinação, causando variações aparentes na altura do gatilho com a posição XY.

Este efeito pode ser reduzido montando a sonda Z o mais próximo possível do bico, mas certifique-se o máximo possível de que a sonda Z esteja instalada corretamente.

Conclusão

Para a maioria das pessoas, especialmente aquelas que são novas em todo o mundo da impressão 3D e que não têm muita experiência ou conhecimento de eletrônica e como instalar as sondas corretamente, eu recomendo usar o BLTouch, pois é um dispositivo que foi testado por muitas pessoas diferentes e isso simplesmente funciona! Além disso, a instalação é super fácil quando comparada ao resto.

Espero que esta informação tenha sido útil!

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