Input shaping: как убрать волны на стенках и печатать быстрее

Коротко: input shaping — функция прошивки, которая гасит собственные колебания (резонансы) принтера при резких разгонах и торможениях. Без неё после каждого угла на стенке остаются волны — «звон» (ringing, ghosting), а поднять ускорения невозможно. Прошивка измеряет резонансную частоту каждой оси и «формирует» команды моторам так, чтобы колебания взаимно гасились. Калибруют акселерометром (ADXL345 и аналоги) в Klipper — быстро и точно, или тестовой башней без датчика. Многие современные принтеры (Bambu Lab, Prusa, Creality K-серия и др.) делают это автоматически. Ниже — как это работает и как настроить.

Как работает

Голова и стол — массы на упругих ремнях и раме, то есть «пружины». При резком изменении скорости они раскачиваются на своей резонансной частоте (обычно 30–100 Гц). Input shaping разбивает каждое движение на несколько смещённых во времени импульсов, подобранных так, что колебания от них гасят друг друга. Результат — ровные стенки при высоких ускорениях. Цена — небольшое сглаживание острых углов (у сильных шейперов больше).

Проявление проблемы — волны на стенках.

Калибровка с акселерометром (Klipper)

• Подключите акселерометр к мини-компьютеру или плате по инструкции Klipper (раздел Measuring Resonances).
• В printer.cfg — секции [adxl345] и [resonance_tester].
• Команды: ACCELEROMETER_QUERY, затем SHAPER_CALIBRATE (или TEST_RESONANCES по осям).
• Klipper предложит шейпер, частоту и рекомендуемое максимальное ускорение. SAVE_CONFIG.

У многих готовых Klipper-принтеров акселерометр уже встроен в голову — калибровка запускается из меню. Klipper.

Калибровка без датчика

1. Напечатайте тест-башню (ringing tower) из документации Klipper или слайсера: ускорение растёт с высотой.
2. Измерьте расстояние между волнами после угла и посчитайте частоту: частота = скорость / расстояние между пиками.
3. Пропишите частоты для X и Y и выберите шейпер (MZV — хороший старт).

Orca Slicer имеет встроенные тесты input shaping для Klipper и Marlin. Калибровки Orca.

Marlin

В Marlin 2.1+ есть input shaping (команда M593 — частота и демпфирование по осям, сохранение M500). Прошивка должна быть собрана с этой функцией; калибровка — по тест-башне. Возможности ниже, чем у Klipper, но волны заметно уменьшаются.

Принтеры с автоматической калибровкой

Bambu Lab, Prusa MK4S / Core One, Creality K-серия и другие запускают «калибровку вибраций» при первом включении или из меню. Повторяйте её после натяжения ремней, перестановки принтера и замены деталей головы.

Типы шейперов

Если не помогает

• Ремни — неодинаковое или слабое натяжение даёт размытые пики. Ремни.
• Рама и стол — люфты, ослабленные винты, шаткая поверхность под принтером. Виброопоры слишком мягкие тоже вредят.
• Плохое крепление датчика — результаты «шумные».
• Слишком высокие ускорения — используйте рекомендованный максимум.
• Подвижный стол с тяжёлой пластиной — у оси Y низкая частота, ускорения ограничены.

После настройки

• Поднимите ускорения до рекомендованных — печать станет быстрее. Как ускорить печать.
• Откалибруйте pressure advance — вместе они дают ровные стенки и углы. Pressure advance.

Частые вопросы

Что такое input shaping?

Функция прошивки, которая гасит колебания принтера при разгонах и торможениях и убирает волны на стенках.

Нужен ли акселерометр для input shaping?

Не обязательно: можно по тест-башне. Но с акселерометром быстрее и точнее.

Какой шейпер выбрать?

Обычно MZV — хорошее подавление при небольшом сглаживании углов. Klipper рекомендует шейпер по измерениям.

Есть ли input shaping в Marlin?

Да, в версиях 2.1 и новее, если прошивка собрана с этой функцией.

Когда повторять калибровку?

После натяжения ремней, замены деталей головы, переноса принтера на другой стол.

Почему после input shaping остались волны?

Ремни, люфты, мягкие ножки или ускорения выше рекомендованных.