Печать ABS-пластиком часто становится настоящим испытанием для новичков и даже опытных мастеров. Высокие температуры, склонность к расслоению и деформации требуют идеальной стабильности работы оборудования. В этой статье мы подробно разберем, как настроить PID-регулятор для экструдера и стола, чтобы добиться «каменных» стенок, отсутствия трещин и высокой детализации.

Почему ABS требует точной PID-настройки

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) — термопластичный полимер, который плавится при температуре 220–250°C и требует подогрева стола до 90–110°C. При этом он обладает высоким коэффициентом линейного расширения и склонен к усадке. Если температура экструзии колеблется хотя бы на ±3°C, вы заметите:

  • Неравномерность слоев («полосатость»);
  • Слабую межслойную адгезию и расслоение;
  • Трещины в углах и по поверхности детали;
  • Засоры дюзы из-за неполного плавления или перегрева.

PID-регулятор (Proportional-Integral-Derivative) — это алгоритм, который управляет нагревом, подбирая мощность нагревателя так, чтобы заданная температура поддерживалась максимально точно и быстро. Правильно рассчитанные коэффициенты P, I и D позволяют нагревателю быстро выходить на рабочую температуру без сильных перегибов и долго удерживать её, компенсируя потери тепла.

Подготовка к калибровке

Перед запуском автонастройки важно подготовить принтер и создать оптимальные условия для точных измерений.

  • Убедитесь, что нагревательные элементы исправны. Проверьте сопротивление термистора экструдера и стола (обычно 100 кОм при 25°C). Измерьте мультиметром.
  • Проведите визуальный осмотр проводов на отсутствие перегибов, оплавленной изоляции и плохих контактов.
  • Очистите хотенд и дюзу от остатков старого пластика. Засор может мешать корректному нагреву и охлаждению.
  • Убедитесь, что вентилятор хотенда работает исправно и не дует на дюзу при печати ABS (обычно его отключают или минимизируют).
  • Установите принтер в закрытую камеру или защитите от сквозняков. ABS требует стабильной температуры окружающей среды.

Выбор метода калибровки

Существует два основных метода: автоматический через интерфейс Marlin/Klipper и ручной (метод « повторного нагрева»). Автоматический быстрее, но иногда дает погрешность из-за скачков напряжения или недостаточной изоляции. Ручной метод требует времени, но позволяет получить более точные значения.

Автоматическая настройка PID через G-код

Если ваш принтер работает на прошивке Marlin, вы можете использовать команду M303. Для экструдера используйте:

M303 E0 S230 C8

Здесь S230 — целевая температура для ABS (подставьте свою, например 240), С8 — количество циклов (8 достаточно для стабильного результата). Процесс займет 5–10 минут: принтер будет нагреваться и охлаждаться, вычисляя коэффициенты. В конце вы увидите результат вроде «Kp: 25.12 Ki: 1.85 Kd: 78.45». Скопируйте их.

Для стола команда будет такой:

M303 E-1 S100 C8

E-1 означает «только стол», S100 — температура 100°C. Дождитесь завершения и сохраните результаты.

После получения значений введите их в память принтера:

M301 P25.12 I1.85 D78.45 ; для экструдера
M304 P25.12 I1.85 D78.45 ; для стола (если поддерживается)

Затем сохраните настройки командой M500.

Ручная настройка PID (метод повторного нагрева)

Если автоматика выдает странные значения или вы хотите добиться максимальной точности, используйте ручной метод. Он основан на наблюдении за кривой нагрева и охлаждения.

Подключитесь к принтеру через Pronterface, OctoPrint или другой интерфейс. Начните нагрев экструдера до температуры ABS (например, 230°C). Как только температура достигнет 220°C, начните записывать показания каждые 10 секунд. Вам нужно зафиксировать:

  • Время от старта до достижения 230°C;
  • Перегрев (на сколько градусов температура превысила цель перед стабилизацией);
  • Время остывания от 230°C до 200°C при выключенном нагреве.

Используя полученные данные, вы можете рассчитать начальные коэффициенты. Однако проще применить итеративный подбор: начните с базовых значений P=20, I=1.5, D=70. Запустите тестовый слой «холодной башни» (объект 20x20x20 мм). Посмотрите на результат:

  • Если температура колеблется сильно (±5°C и более) — увеличьте P (пропорциональную составляющую).
  • Если нагрев идет медленно и запаздывает — увеличьте I (интегральную составляющую).
  • Если температура скачет вверх-вниз («эскалация») — увеличьте D (дифференциальную составляющую).

Вносите изменения небольшими шагами: ±10% от текущего значения. После каждого изменения делайте тестовый прогон и наблюдайте за графиком температуры в реальном времени.

Настройка PID для стола (heated bed)

Стол ABS-принтера должен быть стабилен в диапазоне 90–110°C. Нередко в стандартных прошивках PID стола отключен (используется биметаллический термостат), но для качественной печати лучше его активировать.

При калибровке стола помните: у него большая инертность. Автоматическая настройка M303 может идти дольше (до 20 минут). Ручной метод здесь менее эффективен из-за медленного отклика. Лучше использовать автоматику, но с большим количеством циклов (C10).

Особое внимание уделите изоляции стола. Если стол плохо утеплен снизу, PID будет постоянно бороться с утечками тепла, и значения I и D могут получиться завышенными. Добавьте термоизоляцию (например, силиконовый коврик или слой фольги под столом).

Проверка настроек: тестовые модели

После настройки обязательно проведите тесты:

  • Тестовая башня 20x20x20 мм с постоянной температурой и скоростью. Проверьте график в реальном времени: температура должна быть прямой линией без волн.
  • Calibration Tower (башня температур). Позволяет проверить, как ведет себя пластик при разных температурах. Но для ABS она менее информативна, чем для PLA.
  • Печать длинной вертикальной стенки (например, 100 мм высотой). Отсутствие трещин и ровные слои — признак стабильного PID.
  • Тест на адгезию: печать куба с 100% заполнением и толстыми стенками (2–3 мм). Попробуйте расколоть его молотком — слои должны держаться крепко.

Распространенные ошибки и их решение

Вот список проблем, с которыми сталкиваются при настройке PID для ABS:

  • Температура не достигает цели. Проверьте напряжение питания нагревателя (12В или 24В). Если напряжение проседает, PID не сможет догнать температуру. Также убедитесь, что сопротивление нагревателя соответствует заявленному.
  • Сильный перегрев при старте. Слишком большой P. Уменьшите P на 20% и повторите тест. Также проверьте, не установлен ли вентилятор охлаждения хотенда на 100% во время разогрева — это сбивает PID.
  • Температура плавает после стабилизации. Слишком мал D или большой I. Увеличьте D на 10–20% и немного уменьшите I.
  • Ошибка «Thermal Runaway». Это защита срабатывает при слишком большом отклонении температуры. Значит, PID не успевает или есть проблема с термистором. Проверьте подключение термистора, убедитесь, что он плотно сидит в отверстии хотенда.
  • Нестабильность только при печати. Проблема не в PID, а в циркуляции воздуха. ABS боится сквозняков. Закройте камеру, отключите обдув детали (или сведите к минимуму), проверьте, не дует ли вентилятор корпуса на хотенд.

Дополнительные советы для идеального ABS

Настройка PID — важный, но не единственный фактор. Чтобы получить профессиональный результат, соблюдайте следующие правила:

  • Используйте качественный ABS без влаги. Перед печатью сушите пластик 4–6 часов при 60–70°C.
  • Настройте подогрев стола так, чтобы первые слои хорошо прилипали, но не пузырились. Часто достаточно 100–105°C для первого слоя и 95–100°C для последующих