Cách hiệu chỉnh máy in 3D đơn giản cho người mới bắt đầu

Bản in đầu tiên với máy in 3D của bạn bị bong tróc, cong vênh, các lớp không đều hoặc tệ hơn là nhựa không dính vào bàn in. Nguyên nhân thường không nằm ở chiếc máy bị lỗi, mà là do nó chưa được hiệu chỉnh đúng cách. Vậy quy trình hiệu chỉnh máy in 3D bao gồm những gì? Bài viết này của 3D Maker sẽ là một cẩm nang toàn diện, hướng dẫn bạn từng bước thực hiện các hiệu chỉnh cơ bản nhưng cực kỳ quan trọng để biến chiếc máy của bạn từ một "mớ sắt vụn" thành một công cụ sáng tạo đáng tin cậy.

1. Tại sao cần hiệu chỉnh máy in 3D?

Tại sao cần hiệu chỉnh máy in 3D?

Một chiếc máy in 3D là một cỗ máy cơ khí chính xác, hoạt động bằng cách di chuyển đầu in theo các tọa độ X, Y, Z hoạt động với sai số rất nhỏ, thường chỉ từ 0.01–0.05mm tuỳ cấu hình máy và độ chính xác cơ khí. Để tạo ra một vật thể hoàn chỉnh, nó phải đắp hàng trăm, thậm chí hàng ngàn lớp nhựa siêu mỏng lên nhau một cách hoàn hảo.

Bất kỳ một sai lệch nhỏ nào trong cơ cấu cơ khí hoặc trong các thông số phần mềm đều sẽ được khuếch đại qua từng lớp in, dẫn đến các lỗi nghiêm trọng trên sản phẩm cuối cùng.

Quá trình vận chuyển, lắp ráp và thậm chí cả sự rung động trong quá trình hoạt động đều có thể làm các thành phần của máy bị lệch khỏi vị trí tối ưu của chúng.

Việc hiệu chỉnh máy in 3D chính là quá trình kiểm tra, đo lường và tinh chỉnh lại các thông số cơ khí và phần mềm để đảm bảo máy hoạt động chính xác như thiết kế. Đây là bước nền tảng, quyết định đến 80% chất lượng của bản in.

2. Các bước hiệu chỉnh máy in 3D

Sau đây là các bước hiệu chỉnh máy in 3D để bạn có thể tạo ra được những bản in đẹp, sắc nét, có kích thước chính xác và quan trọng nhất là một quá trình in ổn định, không thất bại giữa chừng.

Bước 1: Cân bằng bàn in (Bed Leveling)

Cân bằng bàn in (Bed Leveling)

Đây là bước hiệu chỉnh máy in 3D quan trọng nhất và là điều đầu tiên bạn phải học. Cân bằng bàn in (hay cân bàn) là quá trình điều chỉnh để khoảng cách giữa đầu phun và bề mặt bàn in là như nhau tại mọi điểm.

Nếu bàn in không phẳng và song song với trục X, Y của đầu in, lớp nhựa đầu tiên sẽ không thể bám dính đồng đều. Một bên quá cao sẽ khiến đầu phun cày xước mặt bàn, bên còn lại quá thấp sẽ khiến nhựa không dính, dẫn đến bản in bị cong vênh và bong tróc.

Cân bằng thủ công

Hầu hết các máy in 3D phổ thông đều yêu cầu cân bằng thủ công. Quá trình này khá đơn giản và chỉ cần một tờ giấy A4 mỏng.

• Làm nóng máy: Đầu tiên, hãy làm nóng đầu phun và bàn in đến nhiệt độ bạn thường sử dụng (ví dụ: 200°C cho đầu phun và 60°C cho bàn in PLA). Việc này rất quan trọng vì các bộ phận kim loại sẽ giãn nở khi nóng lên, và bạn cần cân bàn ở trạng thái hoạt động thực tế.

• Tắt động cơ bước (Disable Steppers): Trên menu của máy in, tìm và chọn tùy chọn "Disable Steppers" hoặc "Motors Off". Thao tác này cho phép bạn tự do di chuyển đầu in và bàn in bằng tay.

• Di chuyển đầu in về góc: Đẩy đầu in (trục X) và bàn in (trục Y) về một trong bốn góc của bàn in.

• Sử dụng giấy: Đặt một mẩu giấy A4 vào giữa đầu phun và bàn in.

• Điều chỉnh núm vặn: Vặn núm vặn bên dưới góc bàn in tương ứng. Vặn theo chiều kim đồng hồ thường sẽ hạ bàn in xuống, ngược chiều kim đồng hồ sẽ nâng bàn in lên. Hãy điều chỉnh cho đến khi bạn cảm thấy tờ giấy bị ma sát nhẹ khi di chuyển. Bạn có thể kéo và đẩy tờ giấy, nếu nó di chuyển quá dễ dàng, hãy nâng bàn in lên một chút. Nếu nó bị kẹt cứng, hãy hạ bàn in xuống. Cảm giác ma sát "vừa phải" là mục tiêu cần đạt được.

• Lặp lại cho các góc còn lại: Lặp lại các bước 3, 4, 5 cho ba góc còn lại của bàn in.

• Kiểm tra lại: Sau khi đã cân cả bốn góc, hãy kiểm tra lại một vòng nữa vì việc điều chỉnh một góc có thể ảnh hưởng nhẹ đến các góc khác. Hãy lặp lại quy trình cho đến khi cả bốn góc và cả điểm chính giữa đều có cảm giác ma sát đồng đều.

Cân bằng tự động (Auto Bed Leveling)

Nhiều máy in 3D hiện đại được trang bị cảm biến cân bằng bàn tự động (ABL - Auto Bed Leveling), chẳng hạn như BLTouch hoặc cảm biến tiệm cận. Cảm biến này sẽ tự động "chạm" vào nhiều điểm trên bề mặt bàn in để tạo ra một "lưới" dữ liệu về độ cong vênh của bàn. Khi in, phần mềm của máy sẽ sử dụng lưới dữ liệu này để tự động điều chỉnh độ cao của đầu phun (trục Z) theo thời gian thực, bù trừ cho sự không hoàn hảo của bàn in.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng ABL không thay thế hoàn toàn việc cân bằng thủ công. Nó chỉ bù trừ cho những sai lệch nhỏ. Bạn vẫn cần phải thực hiện cân bằng thủ công để đưa bàn in về trạng thái "tương đối phẳng" trước. ABL sẽ lo phần còn lại để đảm bảo một lớp in đầu tiên hoàn hảo.

Bước 2: Hiệu chỉnh Z-Offset cho lớp in đầu tiên hoàn hảo

Hiệu chỉnh Z-Offset cho lớp in đầu tiên hoàn hảo

Sau khi đã cân bằng bàn in, bước tiếp theo là thiết lập Z-Offset. Z-Offset là khoảng cách chính xác giữa điểm "zero" của công tắc hành trình trục Z và bề mặt thực tế của bàn in. Hiểu đơn giản, nó quyết định độ "bóp" của lớp nhựa đầu tiên xuống mặt bàn.

• Nếu Z-Offset quá cao, lớp nhựa đầu tiên sẽ được phun ra lơ lửng, không đủ độ bám và dễ dàng bị bong ra.

• Nếu Z-Offset quá thấp (quá âm), đầu phun sẽ quá gần bàn in, làm lớp nhựa bị bẹp dí, có thể gây tắc nghẽn đầu phun và làm hỏng bề mặt bàn in.

Cách hiệu chỉnh Z-Offset tốt nhất là bắt đầu in một mô hình kiểm tra lớp đầu tiên (first layer test model - thường là một hình vuông lớn, mỏng). Trong khi máy đang in, hãy vào menu "Tune" hoặc "Live Adjust" và tinh chỉnh giá trị Z-Offset (thường là các giá trị âm). Hãy quan sát kỹ lớp nhựa được đùn ra:

• Lý tưởng: Các đường nhựa phải hơi bẹp xuống, liên kết tốt với nhau tạo thành một bề mặt nhẵn, liền khối và bám chắc vào bàn in.

• Quá cao: Bạn sẽ thấy các đường nhựa có dạng tròn như sợi mì và có khoảng hở giữa chúng.

• Quá thấp: Bạn sẽ thấy các đường nhựa rất bẹp, có các gờ nhựa trồi lên ở hai bên và bề mặt có thể bị trong suốt hoặc bị cào xước.

Hãy điều chỉnh cho đến khi đạt được kết quả lý tưởng, sau đó lưu lại cài đặt Z-Offset của bạn.

Bước 3: Hiệu chỉnh đùn nhựa (E-steps Calibration)

Hiệu chỉnh đùn nhựa (E-steps Calibration)

E-steps (Extruder steps per millimeter) là một giá trị trong firmware của máy in, quy định động cơ đùn nhựa (Extruder) cần quay bao nhiêu bước để đẩy ra chính xác 1mm nhựa. Nếu giá trị này không chính xác, máy in của bạn sẽ bị đùn thiếu nhựa (under-extrusion) hoặc thừa nhựa (over-extrusion).

• Đùn thiếu nhựa: Gây ra các khoảng trống giữa các lớp, thành in yếu, bề mặt có lỗ.

• Đùn thừa nhựa: Gây ra các đốm mụn trên bề mặt, các đường chỉ nhựa, và làm giảm độ chi tiết của bản in.

Quá trình hiệu chỉnh máy in 3D cho E-steps cần một cây thước cặp và một cây bút lông:

1. Làm nóng đầu phun đến nhiệt độ in của loại nhựa bạn đang dùng.

2. Đo và đánh dấu: Dùng thước kẹp đo 120mm từ điểm đầu vào của bộ đùn nhựa và đánh dấu lại bằng bút lông.

3. Yêu cầu máy đùn nhựa: Kết nối máy in với máy tính qua phần mềm như Pronterface hoặc OctoPrint. Gửi lệnh G92 E0 để reset vị trí của extruder, sau đó gửi lệnh G1 E100 F100 để yêu cầu máy đùn ra 100mm nhựa với tốc độ chậm.

4. Đo lại: Sau khi máy dừng lại, đo khoảng cách từ điểm đầu vào của bộ đùn đến vạch dấu của bạn. Nếu máy đùn chính xác 100mm, khoảng cách này sẽ là 20mm (120mm - 100mm).

5. Tính toán E-steps mới:

   1. Lấy giá trị E-steps hiện tại của máy (thường có trong menu Configuration -> Advanced Settings -> Steps/mm).

   2. Công thức: E-steps mới = (E-steps cũ * 100) / (100 - khoảng cách còn lại). Ví dụ, nếu E-steps cũ là 93 và máy chỉ đùn ra 95mm thay vì 100mm, thì E-steps mới = 93 × (100 ÷ 95) ≈ 97.9.

6. Cập nhật và lưu: Cập nhật giá trị E-steps mới vào máy in và lưu lại cài đặt.

Bước 4: Hiệu chỉnh các trục X, Y, Z (Steps/mm)

Hiệu chỉnh các trục X, Y, Z (Steps/mm)

Tương tự như E-steps, mỗi trục chuyển động X, Y, Z cũng có một giá trị Steps/mm quy định động cơ cần quay bao nhiêu bước để di chuyển chính xác 1mm. Thông thường, các giá trị này đã được nhà sản xuất tính toán chính xác dựa trên cấu trúc cơ khí (loại dây đai, puly, trục vít). Bạn chỉ cần hiệu chỉnh lại khi bạn thay đổi các bộ phận này hoặc khi bạn nhận thấy các bản in có kích thước không chính xác (ví dụ, bạn thiết kế một khối lập phương 20mm nhưng in ra chỉ được 19.5mm).

Quá trình hiệu chỉnh tương tự như E-steps: in một vật thể có kích thước đã biết (như khối cube hiệu chỉnh 20x20x20mm), dùng thước kẹp đo lại kích thước thực tế, sau đó dùng công thức tương tự để tính toán và cập nhật lại giá trị Steps/mm cho từng trục.

3. Các hiệu chỉnh khác

Sau khi đã hoàn thành các bước hiệu chỉnh máy in 3D cốt lõi ở trên, bạn nên kiểm tra thêm một vài yếu tố cơ khí khác để đảm bảo máy hoạt động trơn tru.

3.1. Kiểm tra và căng dây đai (Belt Tensioning)

Kiểm tra và căng dây đai (Belt Tensioning)

Dây đai (belt) chịu trách nhiệm truyền chuyển động từ động cơ đến đầu in (trục X) và bàn in (trục Y). Nếu dây đai quá lỏng, nó sẽ bị trượt, gây ra hiện tượng lệch lớp (layer shifting) và làm cho các hình tròn bị méo thành hình oval.

Nếu quá căng, nó sẽ gây áp lực lên động cơ và làm mòn các bộ phận. Dây đai nên có độ căng vừa phải, giống như dây đàn guitar bass, khi gảy nhẹ sẽ có tiếng "tưng" trầm và rung nhẹ. Hầu hết các máy in đều có các bộ phận tăng đai để bạn dễ dàng điều chỉnh.

3.2. Kiểm tra và siết ốc lệch tâm (Eccentric Nuts)

Kiểm tra và siết ốc lệch tâm (Eccentric Nuts)

Các bánh xe di chuyển trên khung nhôm định hình thường được gắn bằng các con ốc lệch tâm. Các con ốc này cho phép bạn điều chỉnh độ bám của bánh xe vào khung.

Nếu bánh xe quá lỏng, đầu in hoặc bàn in sẽ bị rung lắc, tạo ra các gợn sóng (ghosting/ringing) trên bề mặt bản in.

Nếu quá chặt, bánh xe sẽ bị mòn và chuyển động của các trục sẽ không mượt mà. Hãy kiểm tra từng cụm bánh xe, chúng phải bám chắc vào khung nhưng vẫn có thể xoay được bằng tay với một lực vừa phải.

Quá trình hiệu chỉnh máy in 3D có thể trông có vẻ phức tạp lúc ban đầu, nhưng nó thực sự là một chuỗi các bước logic và dễ thực hiện. Việc dành thời gian để hiểu và thực hiện đúng các bước cân bàn, thiết lập Z-offset, và hiệu chỉnh E-steps sẽ giúp bạn tiết kiệm vô số giờ bực bội vì các bản in hỏng.

Hãy xem việc hiệu chỉnh như một phần của cuộc chơi, một kỹ năng cần thiết để bạn có thể thực sự làm chủ công nghệ và biến mọi ý tưởng trong đầu thành những sản phẩm vật lý tuyệt vời.

Khách hàng có thể dễ dàng đặt dịch vụ in 3D theo yêu cầu qua thông tin dưới đây:

• Website: 3dmaker.vn

• Hotline: 0283 726 1671

• Địa chỉ: 77A-77B Hiệp Bình, Phường Hiệp Bình Phước, Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh