RepRap Prusa i3 3D印表機熱床找平圖解教程

最近在玩RepRap Prusa i3 開源3D印表機，硬體搭好了之後簡單打了幾個3D模型，發現效果不算太好，特別是模型的最下面幾層。查了些資料，發現這印表機的校準是個大事情，不校準就打是一種很不靠譜的行為。所以我仔仔細細裡裡外外用了很多時間校準我的3D印表機。這篇教程專門記錄分享一下我的校準3D印表機的經歷，特別是最基礎最重要的熱床找平部分。幫大家節省一些時間。

準備工作

在開始校準你的Prusa 3D印表機之前，你需要確保你的3D印表機已經組裝完畢。所謂組裝完畢，是要保證所有的模組都已經儘量精確的安裝好，並且螺絲已經固定好了。對3D印表機的組裝，要至少達到“看起來”沒問題的程度。校準不是維修機器，從表面上看起來就有問題的機器，是無論如何校準也沒法正常工作的。這個請大家一定要先搞清楚。

3D印表機要放置在一個結實穩固的平坦桌面上。不論是3D印表機還是桌子的微小晃動，都會對列印結果造成不良影響。3D印表機工作起來列印某些東西的時候，步進電機還可能會產生某種特定頻露的震動，如果桌子不夠穩，跟桌子產生了共振就更難保證列印結果的質量了。因此這些條件雖然看起來都很簡單但一定要保證先做到，這樣往下做校準的工作才有意義。

最後，是把相關的工具準備好。一把螺絲刀，一把鉗子，還有合適的扳手。

這樣我們就可以開始了！

第一步，校準步進電機

雖然我們已經把Prusa 3D印表機的電氣連線都連線好了，但是否連線正確還要檢查一下。比較容易出錯的，是幾個步進電機的執行方向。把Prusa開啟（通常也就是連上220V電源），然後把所有的相關軟體安裝好，就可以開始我們這裡的測試了。如果還不會安裝軟體，可以參考Prusa_i3_3D印表機軟體安裝圖解教程，裡面有非常詳細的方法。

這裡我們使用Repetier-Host軟體的手動控制功能進行測試。對Repetier-Host的使用，可以參考3D列印控制軟體Repetier-Host使用基礎圖解教程，我們這裡僅使用其中的手動控制功能。軟體啟動之後，先點選左上角的“連線”按鈕，連線成功後按鈕會變為綠色。然後切換到手動控制面板，如下圖所示。

分別按下圖中X， Y， Z軸方向的箭頭，檢查步進電機運動方向是否正確。每個軸向上，負方向都應該是微動開關所在的方向。向負方向運動到頭，就會觸發微動開關。實際上按下小房子按鈕，也是同樣的動作。

步進電機除了運動方向是正確的，還應該確認它們在運動時沒有產生異常的巨大噪音。正常情況下，步進電機應該只有運動時會發出有規律的運轉的聲音，在進行3D列印的過程中，如果按照某種曲線運動，可能會發出類似音階的聲音。

如果步進電機沒有按照正確的方向運動，或者運動過程中發出了噪音並且抖動，說明電氣連線很可能出了問題。步進電機方向相反，說明連線的方向也反了。其他情況，往往是接觸不良造成的。如果連線都確認了沒有問題，可以嘗試調整步進電機的電流。如下圖所示，紅色箭頭所指的位置，就是調整步進電機的微調電位器。圖中的兩個箭頭，分別指向了X軸和Y軸的微調電位器，Z軸和E軸（控制擠出頭步進電機）也在對應的位置上。

調整步進電機最好在有萬用表的情況下進行，這樣可以測量當前的電流強度，如果調整效果不佳可以很容易恢復到原狀。當步進電機電流過小時，可能會出現步進電機振動但不轉動的現象。出現這種情況可以嘗試加大步進電機的電流。反之，當步進電機電流過大時，會出現散熱片過熱，進而導致步進電機時而工作時而不工作的情況。這種現象出現時，可以考慮減小步進電機的電流。

第二步，擠出頭和熱床的相對位置粗調

透過對Prusa 3D印表機的搭建，以及對各個步進電機手動控制的經驗，相信你已經可以發現，想要打印出高質量的3D模型，非常關鍵的一個問題，就是3D印表機擠出頭和熱床之間的配合，以及第一層的列印效果。3D印表機擠出頭和熱床之間的距離，既不能太近，也不能太遠。太近會使擠出頭和熱床之間互相剮蹭，嚴重時會造成3D印表機的損壞；太遠會使擠出頭擠出的塑膠絲無法粘著在熱床上，列印效果一團糟。第一層是整個3D列印模型的基礎，糟糕的第一層列印，會導致接下來的很多層質量下降，甚至整個3D列印模型的失敗。

我們這個教程的主要部分，就是專心地調整擠出頭和熱床之間的距離。調整的目標是：

圖中比較誇張的展示了擠出頭的擠出效果。關鍵點是這裡展示了合適的擠出頭和熱床之間的距離。在合適的距離下，可以讓第一層的列印效果最佳，產生大小適中的附著力以及正確的3D列印模型形狀。

這張圖展示的效果，代表擠出頭和熱床之間的距離過於小了。雖然還沒有造成兩者的剮蹭碰撞，但已經會造成3D列印模型形狀質量下降，並且最終的列印結果難於從熱床上取下。

這張圖中的情況更常見一些，就是擠出頭和熱床之間的距離過於大了。圖中擠出的塑膠絲雖然還可以勉強附著在熱床上，但已經嚴重的降低了列印的效果。這時也需要進行重新校準，減小擠出頭和熱床之間的距離。

那麼如何調整3D印表機，可以使第一層達到足夠好的效果呢？首先是進行粗調。對於Prusa 3D印表機來說，Z軸的高度由兩個絲軸步進電機決定。Z軸的復位位置由微動開關決定。Z軸步進電機方面，要在斷電的情況下，用手旋轉兩個軸（下圖中紅色箭頭所指的位置），將包括X軸步進電機、X軸框架以及整個擠出頭在內的部分，調整為儘量水平的狀態。

Z軸復位微動開關的上面，有一個調整高度的螺絲孔。這裡要旋入一顆螺絲，並且上下都用螺母固定。這個螺母的高度，決定了Z軸的復位位置。儘量將Z軸的復位位置設定為列印頭恰好停在熱床上的位置。

粗調本身不要求極高的精度，也不需要專門的測量工具的協助，但要在人力所及的範圍內儘量達到目標。只有在良好的粗調的基礎上，後面的細調才能達到預期的效果。如果粗調本身沒有做好，後面的細調往往就是浪費時間了。

第三步，擠出頭和熱床的相對位置細調

粗調完成之後，我們要精細的調整擠出頭和熱床的相對位置了。

先搞定第一個角，如下圖，把X軸和Y軸都復位，把擠出頭移動到熱床的角上。因為我們前面已經進行過粗調，擠出頭和熱床之間應該已經很接近了。把一張平整的紙條放到擠出頭和熱床之間，抽動紙條看是否能感覺到輕微的阻力。如果有輕微的阻力，那說明擠出頭已經處在正確的位置上了。否則，需要調整熱床這個角的螺絲，稍稍提高或降低熱床。

搞定了第一個角之後，再搞定第二個角，把Y軸（也就是熱床）移動到遠端，觀察這時候擠出頭和熱床之間的距離。與上面一樣，這時也需要一張紙條，來測試擠出頭和熱床之間是否已經在合適的位置上了。不合適的話調整這裡的螺絲。

第二個角完成之後，把Y軸復位退回到第一個角，再用紙條確認第一個角仍然處於合適的狀態下。

前兩個角都完成了之後，調整X軸遠端的第三個和第四個角。與上面類似，完成之後再退回第一個和第二個角，再測試和調整。

第四步，列印測試3D模型

所有四個角都完成之後，我們應該嘗試列印這個3D模型，檢查所有四個角，擠出頭和熱床之間是否已經達到了合適的相對位置。這個3D模型可以從列印虎3D模型庫中找到。

經過一輪校準，嘗試列印這個模型，第一層是這樣的：

看不太清？放大看看，先看左側，也就是X軸負方向

恩，質量還可以。右側也就是X軸正方向如何呢？

兩邊對比就可以看出，左側的列印質量明顯優於右側。右側的第一層列印結果，對比之前的示意圖就可以看出，是擠出頭和熱床之間的距離太大造成的。

再次校準，特別是將右側的第三、第四個角提高了一些。重新列印這個校準測試模型，這次的結果就非常好了，先是整體效果：

區域性看一下，右側的情況：

經過所有這些校準步驟之後，可以看到我的3D印表機的列印效果已經比較好，這時候可以嘗試更復雜的3D模型列印了。當然，我們還可以在其他很多方面進一步校準印表機。