Hiệu chuẩn Input Shaping dễ dàng cho Prusa MK4

Giới thiệu

Đây là kết quả của một tuần mình cắt lớp (slicing) và test để ra được một bản in hiệu chuẩn chuẩn chỉnh cho Input Shaper của Prusa MK4. Trước đó mình bị ringing và VFA rất nặng khi dùng Input Shaper trên MK4, nên mình đã tinh chỉnh và tạo ra file tuning G-CODE này. Sau khi in mẫu này và áp dụng các kết quả đo được, chất lượng in của mình cải thiện rõ rệt. Nếu bạn đang gặp ringing/ghosting và VFA, mình khuyên nên in cái này rồi tune lại máy. Cách tune này dễ dùng hơn đáng kể vì ít phải tính toán hơn và thời gian in cũng nhanh hơn.

Quan trọng khi in

• Nhớ dùng PLA, không dùng loại nào khác. Kể cả PLA+
• Đảm bảo mọi thứ trên máy in của bạn chắc chắn tối đa. Chỉ cần lỏng lẻo chút là bài test có thể in không đúng

Cách dùng

Để hiệu chuẩn bằng G-CODE này, bạn cần in nó và tìm các vị trí Z trên trục X và Y nơi chất lượng in là tốt nhất. Sau đó, thay từng giá trị chiều cao Z vào công thức này (trong đó z là chiều cao theo phương đứng, đơn vị mm): 15 + 45 * (z / 0.2 - 2) / 297. Sau khi thay các giá trị Z vào, bạn sẽ ra được tần số cộng hưởng (resonance) theo đơn vị Hz cho từng trục. Bạn có thể áp các giá trị này bằng cách vào PrusaSlicer, tạo một bản copy của profile input shaper, rồi dán đoạn G-CODE này vào cuối phần starting G-CODE trong mục custom G-CODE ở menu printer settings.

Đây là G-CODE:

M593 X FXVALUE ;replace XVALUE with your measured frequency
M593 Y FYVALUE ;replace YVALUE with your measured frequency

Ví dụ G-CODE trên máy của mình:

M593 X F46.99
M593 Y F49.86

Đây là ảnh chụp màn hình PrusaSlicer

Cơ chế hoạt động

Về cơ bản, ở mỗi layer, máy sẽ tăng tần số input shaper cho cả hai trục. Nó sẽ tạo các layer từ 15hz đến 60hz, để bạn quan sát tần số nào cho kết quả đẹp nhất. Lý do bạn có thể cần hiệu chuẩn kiểu này là do cách Prusa mặc định hiệu chuẩn input shaper cho MK4. Prusa dùng kiểu “một cấu hình cho tất cả” với MK4 input shaper, tức chỉ có một tần số duy nhất mà không tune riêng. Cách này có thể hợp với một số máy, nhưng lại không hợp với các máy khác. Đây chính là lúc tháp hiệu chuẩn này phát huy tác dụng, giúp bạn tự set tần số phù hợp cho đúng chiếc máy của mình.

Link quan trọng

Đây là link trang Marlin về input shaping: https://marlinfw.org/docs/gcode/M593.html

Đây là link một bài trên Prusa Forums rất hữu ích: https://forum.prusa3d.com/forum/input-shaping/ringingtower-how-to-apply-findings/

Cập nhật - 19/07/2024:

Các cập nhật:

Mình đã tìm hiểu thêm về resonance compensation trên MK4 và đã tạo một file GCODE mới với vài cải tiến nhỏ. Bản mới không còn bị vấn đề tốc độ thay đổi ở các vùng overhang, giúp giảm sai số khi tìm tần số “đẹp” nhất. File GCODE cập nhật này nằm trong mục files của trang model này.

Phương trình cải tiến để tune input shaping:

@JackKolbergE_2097984 đã rút gọn phương trình mình đăng trước đó, giúp việc tìm đúng tần số đơn giản hơn nhiều. Đây là phương trình: 15 * [ (1 + (5(z) - 2) ) / 99 ] trong đó z là chiều cao z bạn đo được.

Những gì mình tìm thấy khi tiếp tục nghiên cứu resonance compensation:

Mình phát hiện một vấn đề trên MK4 ngoài chuyện input shaping mặc định bị hiệu chuẩn chưa tốt. Nó liên quan tới chuyển động trong một dải tốc độ nhất định, nơi bản in bị dao động vừa đủ để tạo ra các gợn (rippling) ở mặt bên. Dải tốc độ mình gặp vấn đề là khoảng 80mm/s đến 120mm/s, dù mỗi máy có thể khác nhau. Mình đã thử tìm cách bù các cộng hưởng này, nhưng hiện tại vẫn chưa thành công. Cả file input shaping bản gốc lẫn bản cập nhật đều không bị ảnh hưởng bởi vấn đề này vì chúng nằm ngoài dải tốc độ gây cộng hưởng. Mình sẽ tiếp tục tìm cách xử lý.

Đây là hình dạng các cộng hưởng/dao động đó:

Một số link dữ liệu hữu ích:

Thread nói về cộng hưởng “belt ripple”: https://forum.prusa3d.com/forum/english-forum-original-prusa-i3-mk4-assembly-and-first-prints-troubleshooting/vibration-artefacts-on-y-axis/paged/2/ (Họ có nói về thay pulley; mình đã thay rồi và gần như không cải thiện bao nhiêu)

Printables listing về bản nâng cấp trục Y để giảm cộng hưởng ‘belt ripple’: