ATOM 2.0 關於噴頭螺絲的重要性

經過最小平方法校正Delta機構誤差後，透過指令量測列印平面的高度誤差，誤差皆在±0.05mm以內，但是以0.2mm層高列印第一層時，列印床中心高度恰當，但在外圍卻會刮到玻璃床…

發現問題：

使用下方影片的方法量測噴頭在床中心以及床外圍的高度，發現外圍高度比中心還要低0.2mm，也就是當Z高度在0.2mm的時候，噴頭已經將紙夾住了。

造成原因：

發生這個問題的原因有兩個，Delta結構在床外圍不夠穩固以及壓克力床板的變形，若使用剛性較高的官方熱床則床板變形的問題較小。透過固定視角拍攝，可以觀察到下壓的過程中，噴頭平台漸漸傾斜，並伴隨壓克力底板的變形。造成噴頭平台傾斜的原因為，靠近立柱的兩個球頭比其餘四個球頭更容易獲得向下的支撐力，導致噴頭平台因為受力不平衡而得到旋轉力矩，使噴頭平台以靠近立柱的兩個球頭為旋轉中心傾斜，進而影響高度量測結果。

噴頭在外圍下壓的過程

噴頭在外圍下壓位置

實驗：

在影像上以固定特徵點量測噴頭平台傾斜的相對角度，未下壓時角度為1.23°，下壓到微動開關觸發的角度為1.05°，為了測試噴頭螺絲鎖太進去的情況，在微動開關觸發後繼續往下壓0.5mm，得到角度為0.82°。由官方提供的噴頭平台CAD檔與自行量測的球頭資訊計算，噴頭平台的旋轉軸到噴頭中心距離約略為39.62mm，從未下壓到觸發微動開關時，噴頭高度因為噴頭平台旋轉，提高了39.62mm×sin(1.23°－1.05°)=0.12mm，若噴頭螺絲鎖太緊，則會提高39.62mm×sin(1.23°－0.82°)=0.28mm。與列印床外圍相比，床中心處則無顯著的變化，三個下壓狀態下的傾斜角度分別為0.86°、0.85°與0.88°，中心與外圍的差異如此大，使噴頭在列印時刮到玻璃也不令人意外。

噴頭未下壓=1.23°

微動開關觸發=1.05°

微動開關觸發後再向下0.5mm=0.82°

噴頭平台的旋轉軸到噴頭中心距離=39.62mm

噴頭在中心下壓的過程

結論：

從以上實驗可以知道噴頭螺絲的鬆緊對於校正的重要性，這裡只考慮到噴頭平台的傾斜，尚未考慮列印床變形。至於要如何解決這個問題，目前想到三個方法，第一個方法是改成非接觸式的量測方法；第二個方法則是以上方影片的方法，在每個量測位置用紙或厚度規量測高度誤差；最後則是我目前使用的懶人方法，透過幾次的校正實驗，發現校正後外圍的高度比中心高度低了大約0.2mm，此數值根據噴頭螺絲的鬆緊及噴頭平台上蓋的剛性不同，所以在校正時候，要將數值輸入計算機前，先減掉0.2mm再輸入計算機，校正後也可達到不錯的效果。

後記：

關於力學原理的描述不是很精確，請高手指點，對於內容有問題歡迎留言分享看法，謝謝觀看。