Пятница: напечатал кронштейн, на котором виден ярко выраженный дефект. Начал разбираться - резонанс. Отличный пример для сегодняшней лекции, напоминаю, начало в 12.40 (по Москве)

Теперь подробно

Источник возбуждения: Печатающая головка (экструдер) обладает массой и движется с определенной скоростью и ускорением. Когда она резко меняет направление на углу, инерция массы создает импульс силы, действующий на раму принтера.

Система: Рама принтера, направляющие, ремни - это механическая система с набором собственных частот и форм колебаний.

Резонанс: Если частота следования импульсов от смены направления движения головки совпадает с собственной частотой рамы или ремней, система входит в резонанс. Амплитуда вибрации резко возрастает. Сопло, продолжая двигаться по заданной траектории, но находясь на вибрирующей раме, начинает "рисовать" эту вибрацию на поверхности детали. Вторая, третья и последующие волны ряби — это как раз затухающие колебания системы на своей частоте после удара.

Методы борьбы с резонансом:

1️⃣ Изменение параметров движения (Изменение частоты возбуждения), снижение скорости и ускорения: Самый простой способ. Уменьшая скорость, мы снижаем силу удара (импульс). Это как толкать качели не сильно, а очень плавно.

2️⃣ Настройка Jerk (Рывок): Параметр, определяющий, насколько резко ускорение может измениться. Уменьшение рывка делает движение более плавным, сглаживая удар.

3️⃣ Увеличение жесткости и демпфирования системы (Изменение свойств системы), механическая стабилизация: установка принтера на массивное основание (бетонная плита, антивибрационные коврики) увеличивает эффективную массу и демпфирование системы, уводя частоту или гася колебания.

4️⃣ Затяжка ремней: Ослабленный ремень - это нежесткая связь. При резонансе он начинает "звенеть". Натяжение ремня меняет его жесткость, а значит, и собственную частоту колебаний портала. Нужно увести эту частоту подальше от частоты рабочих движений .
Утяжеление/облегчение головки: Изменение массы подвижных частей также меняет динамику системы. Легкая головка создает меньший возмущающий импульс.

5️⃣ Активное подавление (Формирование входного сигнала): Это современный метод, реализованный в прошивках типа Klipper. Сначала с помощью акселерометра мы проводим экспериментальный модальный анализ самого принтера - определяем его резонансные частоты. Программное обеспечение "знает", что на определенной частоте рама начнет "звенеть". Поэтому оно специально искажает команды движения таким образом, чтобы физически не раскачать систему на этой частоте. Проще говоря, это активный гаситель колебаний, работающий в цифре