\n
\nDie Problematik<\/strong><\/p>\n
Gerade durch den Preisverfall der billigen (ja, richtig verwendet) Einstiegsdrucker und die dadurch gestiegene Verbreitung d\u00fcrfte die Anzahl derer, die ein nicht eingestelltes Ger\u00e4t haben, exorbitant gestiegen sein. Der Gro\u00dfteil der Ger\u00e4te sind letztlich aus einer bunten Mischung zusammengew\u00fcrfelter Teile chinesischer Fertigungsqualit\u00e4t zusammengeschustert und mit einer Muster-Firmware ausgestattet.
\nToleranzen in den Widerst\u00e4nden des zur Auswertung des Thermistor ben\u00f6tigten Spannungsteilers, der Referenzspannung sowie des Thermistors selbst sind nicht ansatzweise ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n
Gr\u00f6\u00dftenteils ist nichtmals der exakte Thermistortyp bekannt. Ein kurzer Blick in die \u00fcblichen Bezugsquellen wie ebay, Aliexpress, … f\u00fchrt meist zu der Erkenntnis das ein 100k Typ 3950 Thermistor geliefert wird\/wurde. Der Wert 3950 soll eigentlich den Beta-Wert des Thermistors angeben. Hat man aber erstmal die Verkaufsmaschen und den Sprachgebrauch des fernen Osten verstanden und ist das dazu in Lage das in deutsche zu \u00fcbersetzen, kommt dabei folgende \u00dcbersetzung raus. „Da, Thermistor, ist beste Qualit\u00e4t und g\u00fcnstig“ Oft sieht man es auch, dass in den Stock-Firmwares der Thermistor Typ 1 ausgew\u00e4hlt ist. Hierbei handelt es sich bei Repetier Firmware um ein Epcos\u00a0B57570G0107F000 Thermistor. Dieser Typ wird jedoch schon lange nicht mehr hergestellt, alleine an dieser Tatsache kann man schon gut erkennen wieviel M\u00fche sie die meisten Hersteller bei der Konfiguration der Firmware machen. Die Chance unter diesen Vorraussetzungen ein halbwegs akzeptables Messergebniss zu erzielen ist ungef\u00e4hr so gro\u00df wie mit den Lottozahlen 5,17,23,34,36,41 in der n\u00e4chsten Woche 5 richtige zu haben. In der Praxis sind mir schon gen\u00fcgend Drucker unter die Finger gekommen deren Messwerte teilweise >20\u00b0C neben der Realit\u00e4t liegen.<\/p>\n Wie kalibriert man also seinen Drucker? Das Referenzthermometer<\/strong><\/p>\n Egal welche Weg man geht, es wird zwingend ein Referenzthermometer ben\u00f6tigt.<\/p>\n Ein ber\u00fchrungslos messendes Infrarotthermometer ist v\u00f6llig ungeeignet da der Emissionsgrad<\/a> der zu messenden Oberfl\u00e4che zumeist unbekannt ist. Als Referenz bieten sich Thermometer mit einem Thermoelement<\/a> an. Selbst die g\u00fcnstigen Ger\u00e4te aus fern\u00f6stlicher Herstellung in der Preiselage 15-25\u20ac laufen aufgrund der Me\u00dftechnik zum allergr\u00f6\u00dften Teil nur <2\u00b0C daneben. Aufgrund der niedrigen Preislage bietet es sich an ein Messger\u00e4t mit 2 Messstellen zu kaufen. Mit 2 F\u00fchlern kann man an 3D-Druckern viele weitere spannende Messungen durchf\u00fchren, z.B. Temperaturverlauf im Heizbett, K\u00fchlung des Coldends, Steppertemperaturen von X und Y im Betrieb, …<\/p>\n F\u00fcr diesen Artikel habe ich mal ein g\u00fcnstiges Einsteigerthermometer von Amazon<\/a> beschafft und die Messergebnisse mit meinen deutlich h\u00f6herwertigen und vermessenen Thermometern verglichen. F\u00fcr kleines Geld kann man also durchaus ein brauchbares Referenzthermometer beschaffen.<\/p>\n Die Messstellen<\/strong><\/p>\n Die Messstelle des F\u00fchlers muss m\u00f6glichst gut an\/in der D\u00fcse des Hotends befestigt werden. Um den Messaufbau etwas von den Umwelteinfl\u00fcssen zu entkoppeln kann\/sollte man alles mit etwas Alufolie einwickeln.<\/p>\n Ruhe und Geduld<\/strong><\/p>\n Bei allen Varianten der Kalibration ist etwas Ruhe und Geduld gefragt. Um verl\u00e4ssliche Ergebnisse zu erzielen ist es zwingend erforderlich auf stabilisiete Messwerte zu warten. Also bitte Messwerte des Thermometers immer erst notieren wenn sich die Temperaturregelung des Druckers eingeschwungen hat (geringes pendeln des Ist-Wert um den Soll-Wert) und das Referenzthermometer auch nur noch einen gering pendelnden Wert misst.<\/p>\n Pendelt die Regelung des Druckers zu stark muss unbedingt ein PID-Tuning (G-Code M303<\/a>) durchgef\u00fchrt werden. Die schnelle Variante<\/strong><\/p>\n Diese Variante ist im Prinzip schnell durchgef\u00fchrt, funktioniert aber nur mit Repetier Firmware. Die Repetier Firmware auf Thermistortyp 97 aka „Generic thermistor table 1“ umstellen. Ist die Firmware auf den generischen Typ umgestellt wird der Thermistor nicht anhand einer vorgefertigten Tabelle ausgewertet sondern die neuen Werte mittels einer Formel errechnet.<\/p>\n Das Hotend aufheizen und bei mehreren Temperaturen die Messwerte des Druckers und des Referenzthermometers notieren. Ein Messpunktabstand von 20\u00b0C bietet sich an, also z.B. 190\u00b0C, 210\u00b0C, 230\u00b0C und 250\u00b0C<\/p>\n Aus den gemessenen Werten kann man die prozentuale bzw. durchschnittliche prozentuale Abweichung errechnen.<\/p>\n Zum Beispiel: Rechnung: 215\/234=0,919 = 92%<\/p>\n Die Messwerte des Druckers sind also ca. 8% zu hoch.<\/p>\n Nun in der Firmware den Beta Wert des Thermistors um 8% erh\u00f6hen. In dem Beispiel also von Beta=4036 auf Beta=4359 umstellen<\/p>\n Nun die Firmware mit dem korrigierten Wert in den Drucker laden und nochmals stichprobenartig die Werte kontrollieren. Die Messwerte sollten nun nur noch sehr gering voneinander abweichen.<\/p>\n Fallen hier keine Messwerte grob aus dem Rahmen fallen kann man zufrieden sein und behaupten eine kalibrierte Temperaturmessung zu haben.<\/p>\n Bevor es wieder in den Druckalltag zur\u00fcck geht, am besten nochmals ein PID Tuning durchf\u00fchren.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/DSC_3615.jpg?resize=625%2C417\")
\nTeilweise sind sogar bei Raumtemperatur schon Unterschiede erkennbar.<\/em><\/p>\n
\n… es k\u00f6nnte also morgen regnen oder die Sonne scheinen.<\/p>\n
\nFrei nach dem Motto „Hauptsache es wird irgendwas gemessen“.
\nBei der Marlin Firmware sieht es nicht besser aus, da ist es einfach nur ein nicht n\u00e4her definierter EPCOS 100k Thermistor.<\/p>\n
\nGerade bei einem so temperatursensitiven Thema wie 3D-Druck ist eine halbwegs exakte Messung eine Grundvorrausetzung.<\/p>\n
\nDazu gibt es verschiedene Ans\u00e4tze. Von leicht und schnell bis sehr zeitaufw\u00e4ndig ist alles m\u00f6glich.
\nIch gehe hier jetzt erstmal nur auf die einfache und schnelle Variante, mit dieser habe ich bislang eigentlich jeden Drucker zu brauchbaren Messwerten \u00fcberreden k\u00f6nnen.<\/p>\n
\nDiese Messger\u00e4te haben im 3D-Druck eigentlich nichts zu suchen.<\/p>\n
\nEin weiterer Vorteil der Thermoelemente ist die zumeist sehr kleine Messstelle.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/DSC_3612.jpg?resize=625%2C417\")
<\/p>\n
\nDie mitgelieferten Thermoelemente, sowie auch die mitbestellten g\u00fcnstigen Thermoelemente<\/a>, liefern durchaus aktzeptable Ergebnisse. Die Messwerte variierten im Bereich von 100\u00b0C <1\u00b0C, im Bereich von 230\u00b0C <2\u00b0C.<\/p>\n
\nUnter Umst\u00e4nden lassen sich sehr d\u00fcnne F\u00fchler sogar nach einem Coldpull von oben durch die Heatbreak bis in die D\u00fcse schieben.
\nAlternativ l\u00e4sst sich der F\u00fchler auch zwischen D\u00fcse und Heizblock einklemmen, hierzu die D\u00fcse etwas l\u00f6sen und den F\u00fchler mit minimalen Druck klemmen.
\nEventuell kann man die Messstelle auch unter ein Silikonverh\u00fcterli schieben.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/DSC_3610.jpg?resize=625%2C417\")
<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/DSC_3631.jpg?resize=625%2C417\")
<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/TK_05.jpg?resize=625%2C313\")
\nMit so einer Kurve braucht man nicht anfangen zu kalibrieren.<\/em><\/p>\n
\nWer nicht auf PID-Regelung sondern auf Totzeitregelung<\/a> oder ein anderes Regelverfahren umgestellt hat muss dementsprechend diese Werte anpassen<\/p>\n
\nSie ber\u00fccksichtigt nicht eine eventuelle nicht-parallelit\u00e4t des Thermistors zur \u00fcblichen Kennlinie, f\u00fchrt aber aber im Durchschnittsfall zu respektablen Ergebnissen.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/TK_01.jpg?resize=625%2C316\")
<\/p>\n
\n– Messwert Drucker: 234\u00b0C
\n– Messwert Referenzthermometer: 215\u00b0C<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/TK_03.jpg?resize=625%2C337\")
<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/DSC_3620.jpg?resize=625%2C417\")
<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/scheuten.me\/wp-content\/uploads\/2018\/02\/TK_04.jpg?resize=625%2C313\")