Motor de passo da impressora 3D não funciona:vamos consertar!

Embora eu ache que sei como lidar com uma impressora 3D, sempre me assusta quando uma máquina falha devido a um possível problema de hardware. Em contraste com a alteração de alguma configuração obscura no slicer, meu coração tende a pular uma batida quando estou lidando com peças mecânicas e elétricas.

Mais cedo ou mais tarde, você terá que lidar com um motor de passo que não está funcionando corretamente. Se você é como eu, certamente prefere pesquisar antes de tentar coisas potencialmente irreversíveis. Embora vamos nos aprofundar em cada causa, essas são as causas mais comuns de um motor de passo que não funciona corretamente.

O motor de passo de uma impressora 3D pode não estar funcionando devido a corrente elétrica insuficiente, perda de continuidade junto com a fiação ou um conector ou um driver de motor de passo ou placa de controle com defeito.

Claro, este breve resumo não é muito útil quando se trata de resolver seu problema em mãos, então vamos começar!

Como consertar um motor de passo que não está se movendo

Quando se trata de problemas relacionados a hardwares que não funcionam, o caminho recomendado para resolvê-los é sempre ir da solução mais simples para a mais complicada possível. É inútil verificar as configurações do firmware ou modificar as configurações avançadas de nossa impressora se não verificarmos primeiro se a máquina está ligada. Embora pareça bobo, a maioria dos problemas geralmente são resolvidos por meio de verificações quase triviais e muito básicas. ao lidar com motores de passo, isso não é exceção à regra.

Antes de começarmos a rastrear o problema que não permite o movimento do motor, vou fazer uma pergunta:o problema está sendo causado devido ao próprio motor de passo?

Muitos usuários não sabem disso (e por que deveriam?), mas o firmware da impressora 3D está configurado para evitar que o motor da extrusora se mova quando o hotend estiver frio. Isso significa que antes de tentar movê-lo, você deve pré-aquecer o hotend a uma temperatura acima do mínimo (recomendo 200 graus, apenas por segurança).

Agora que estamos cientes disso, vamos tentar consertar esse motor irritante!

Motor de passo não recebendo corrente elétrica

Antes de tudo, você deve verificar se o motor recebe corrente elétrica. Para fazer isso, você não precisa de um multímetro ou qualquer ferramenta específica, basta ligar a impressora e tentar mover os motores pelo menu.

Em impressoras do tipo Marlin, selecione “Preparar ” -> “Mover eixo ” e selecione o eixo do motor que não está funcionando. Encomende um movimento suficientemente longo, como 150 mm nos eixos X / Y ou 100 mm no eixo Z. Se durante o movimento você puder movimentar o motor com a mão, significa que não está sendo gerado o campo magnético dentro do motor, o que é necessário para o seu funcionamento. Como o campo é gerado por uma corrente elétrica, é mais provável que seja um problema de energia.

Verifique a tensão fornecida pela fonte com um multímetro. Algumas impressoras funcionam em 12V, enquanto outras precisam de 24V. A leitura deve ser estável em todos os momentos. Se os terminais da fonte de alimentação não estiverem fornecendo a tensão necessária, os componentes da impressora começarão a falhar. Substitua a fonte de alimentação, se necessário.

Feito isso, certifique-se de que os plugues de conexão do motor estejam conectados corretamente e verifique se não há pinos tortos. Tente verificar a continuidade de cada fio usando um multímetro (o vídeo abaixo mostra como fazer). A falha em qualquer um dos fios fará com que o motor não funcione corretamente. Se você encontrar algum fio que não passe no teste de continuidade, substitua o conector.

Verifique a placa do driver do motor de passo

A próxima etapa para encontrar a causa da falha é verificar o driver. Normalmente, um Pololu A4988 é usado. Esta pequena placa regula a potência do motor de passo e serve como ligação entre a placa de controle e o motor de passo.

Tente mover o driver para outro plugue e veja se o problema é transferido para o motor onde você conectou esse driver. Tenha muito cuidado ao conectar o driver, pois seus pinos devem estar orientados corretamente (procure pelo botão “Enable” pin no driver e na placa e combine-os). Colocá-lo de cabeça para baixo fará com que o driver ou a placa de controle queime.

Se você achar que o problema era o driver, substitua-o por um igual ou equivalente. Existem modelos mais silenciosos e com vida útil mais longa, mas são muito mais caros que o A4988 condutor.

Agora é hora de verificar a placa de controle. As impressoras 3d RepRap costumam usar um Arduino Mega + Rampas combinação, pois são a versão mais barata e confiável que você pode obter. Você precisará obter outra placa para testar se o problema ainda ocorre.

Como consertar um motor de passo barulhento/clicante

Aumente a tensão do driver do motor para atingir o torque necessário

Quando um motor de passo precisa gerar um torque muito grande (mais alto do que ele pode fornecer), ele para de se mover, mas o campo magnético continua exigindo que o eixo do motor gire. Isso pode ser ouvido como um ou mais “cliques” dentro do motor.

Como a placa de controle não tem feedback sobre a posição da extrusora, a impressão continua como se nada tivesse acontecido e a etapa é “perdida”. Isso produz um deslocamento de camadas no objeto, ou setores sem filamento depositado quando o motor que perde passos é o motor da extrusora.

A causa mais comum de perda de passos nos eixos de movimento é uma baixa tensão definida no acionador do motor. Para aumentar a tensão, os drivers possuem um pequeno potenciômetro na parte superior. Usando uma chave de fenda com ponta de cerâmica, gire o potenciômetro no sentido horário. Ao mesmo tempo, a tensão fornecida deve ser lida com um multímetro.

A tensão necessária varia em cada impressora, tipo de motor de passo e carga exigida pelo motor. Os motores do eixo Z e da extrusora muitas vezes exigirão mais tensão do que os outros. Algumas pessoas fazem cálculos para determinar a tensão de acordo com o motor utilizado, mas na minha experiência isso deve ser feito de forma empírica, aumentando o valor da tensão até que uma operação confiável seja alcançada.

Outras causas comuns

• Falta de lubrificação nas guias :isso faz com que o movimento exija um torque maior.
• Tensão excessiva nas correias :a correia puxa fortemente o eixo do motor, tornando-o desnecessariamente tenso. As tiras devem ser relativamente apertadas, mas certifique-se de não exagerar.
• Baixa temperatura de extrusão :se o filamento não estiver suficientemente quente, ele não fluirá suavemente pelo hotend, fazendo com que a pressão necessária para a extrusão aumente. Uma torre de temperatura é o melhor teste para estabelecer a temperatura ideal de impressão.
• Falha no resfriamento do barril :se o calor “aumentar ” ao longo do cano, faz com que o filamento fique macio. A parte superior do filamento deve atuar como um pistão, portanto, deve estar o mais fria possível. Quando isso falha, o motor é forçado mais, levando-o a perder etapas e gerar um atolamento no bico. Adicionar um dissipador de calor e/ou um ventilador pode ajudar com esse problema.
• A velocidade definida é excessiva :a aceleração exigida do motor deve estar dentro de suas capacidades. Quando o motor não atende à demanda de movimento, ele perde etapas. Os eixos X/Y são os mais afetados por esse problema.
• Folga no eixo :se a correia estiver muito frouxa ou o sistema de guia permitir uma pequena folga, os primeiros passos na mudança de direção serão perdidos, causando uma distorção do objeto.
• Sobrecarga do driver :Como os drivers lidam com correntes muito grandes, eles precisam dissipar grandes quantidades de calor. Para isso, os dissipadores de calor de alumínio geralmente são acoplados ao chip principal do driver. Quando o calor é excessivo, o driver começa a funcionar mal e um dos sintomas mais frequentes é a perda de degraus no motor. Para evitar isso, recomendo colocar uma ventoinha apontando diretamente para os drivers.

Outras perguntas frequentes

Um motor de passo pode ficar muito quente?

Se você tocar nos motores durante uma impressão muito longa, notará que eles podem ficar bastante quentes. Isso acontece porque parte da potência gerada pelos motores é transformada em energia mecânica e outra parte é perdida na forma de calor.

A carcaça do motor e seus componentes internos são projetados para suportar muito calor, mas se uma temperatura máxima for excedida, eles podem ser danificados.

A temperatura máxima de operação de um motor de passo é sempre especificada na ficha técnica do modelo específico. Embora os valores específicos variem bastante, geralmente cai na faixa de 70°C-100°C.

Como regra geral, poderíamos dizer que, se você não pode tocar no motor de passo, é porque está claramente muito quente. Embora isso seja relativo, é um bom ponto de partida. Regule a tensão nos drivers em um ponto médio, em que o funcionamento seja o esperado, mas sem aumentar muito a temperatura.

Assim que tiver uma boa configuração, recomendo que anote os valores para cada motor de passo. Caso seja necessário substituir um driver, não será necessário refazer este teste.

Motores de passo requerem manutenção?

Os motores de passo são isentos de manutenção. Não é necessário entrar em detalhes, mas ao contrário dos motores comuns de corrente contínua, eles não possuem escovas ou peças em contato que possam se desgastar. Apenas certifique-se de mantê-lo livre de poeira e sujeira. Se você usar spray de cabelo para melhorar a adesão ao leito, certifique-se de cobrir todas as partes eletrônicas antes de pulverizá-lo.

Como substituir um motor de passo

Se você chegou aqui sem encontrar o problema, o motor de passo provavelmente está com defeito e você precisa substituí-lo. Para isso, é importante que você saiba que a designação NEMA 17 (a mais utilizada na impressão 3D) se refere apenas à distribuição dos furos rosqueados de montagem. Dentro desta gama de motores, existem inúmeras variantes que podem ou não corresponder às especificações que você precisa.

Antes de comprar um novo motor, verifique com o fabricante da impressora as especificações sobre:

• Tensão de operação
• Torque
• Graus de rotação para cada etapa (número de etapas por revolução)
• Altura do motor (para garantir que ele se encaixe no mesmo lugar que o anterior)

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