Domina el ajuste PID de tu impresora 3D: Guía completa de calibración

Obtener impresiones 3D de alta calidad requiere usar una impresora 3D bien funcional. También necesitas una versión de software de impresora compatible.

Aún así, tu elección de filamento marcará la diferencia ya que debe ser apropiada para tus necesidades de impresión 3D.

Calibración PID

Significativamente, el siguiente paso antes de comenzar a imprimir es obtener los valores PID de tu impresora 3D correctamente.

El objetivo principal de la calibración PID o ajuste PID es asegurar que ajustes la reacción del controlador PID a cambios de punto de consigna y minimices la variabilidad del error de control.

En otras palabras, los ajustes PID ayudan a los controladores PID a mantener valores de proceso medidos de un punto de consigna o el valor deseado.

Si controlas las variaciones de temperatura de la boquilla y de la cama de impresión, estarás obligado a aumentar la calidad de impresión.

Ajuste PID de impresora 3D. ¿Qué es exactamente?

El avance tecnológico de impresión 3D como el firmware Marlin destaca en el control de calor de impresora 3D. Elimina la necesidad de controlar las temperaturas del hotend y la cama de impresión encendiendo y apagando el calentador.

En su lugar, usa un enfoque de ajuste de potencia variable para un control de salida de energía más innovador y preciso.

PID se refiere a Proporcional, Integral y Derivativo. Así, el ajuste PID de impresora 3D controla cómo tu impresora lidia con los ajustes de temperatura de tu cama caliente y extrusor o hotend.

Si ejecutas exitosamente el ajuste PID, estos parámetros permiten que el hotend y la cama caliente de tu impresora 3D disfruten de una temperatura más consistente y estable.

Una temperatura estable óptima permite que los elementos calefactores operen en su mejor momento. Así, mejoran la calidad de impresión.

¿Qué es un ajuste PID?

Las impresoras 3D funcionan a través de componentes de calentamiento. El hotend de la impresora y la cama caliente siguen siendo los dos elementos de calentamiento más reconocibles.

El calor producido por la boquilla de la impresora y la cama caliente necesita nuevos valores PID cada vez que se vuelve inestable e inconsistente.

Como tal, se te pide usar la tecnología PID para estabilizar la temperatura del elemento calefactor.

Entonces, ¿qué significan P, I, D?

Proporcional (P) representa la relación entre la temperatura real y la temperatura solicitada.

Integral (I) representa el valor de error notado al comparar las temperaturas reales y esperadas del proceso de calentamiento.

Finalmente, Derivativo (D) denota la velocidad a la que la temperatura real sube por encima o baja por debajo de la temperatura solicitada.

¿Cómo funciona el calentamiento PID?

El panel de control de la máquina del firmware acepta los valores P, I y D. En otras palabras, puedes manipular los tres valores para iniciar el autotune PID.

El algoritmo calcula cómo tu impresora calentará el elemento calefactor.

¿Cómo calibro mi PID para impresión 3D?

Si tu impresora 3D experimenta muchas variaciones en las temperaturas de impresión del hotend y la cama caliente, tus impresiones terminan con artefactos, líneas y otros desafíos similares.

La mejor forma de prevenir variaciones de temperatura de los elementos calefactores es realizar autotune PID.

Aún así, la mayoría de impresoras tienen software como Marlin que incluye la función "PID autotune finished". Es una pestaña que indica o señala la finalización del ajuste PID.

Si estás calibrando impresoras manualmente, sigue un comando de software que te ayuda a ajustar PID la temperatura del hotend.

El firmware envía comandos G-code que permiten a la máquina lograr los mismos resultados que recibirías de una impresora automatizada.

Si usas las impresoras Prusa originales, necesitas determinar la versión que posees yendo al menú de ayuda. Será mejor si actualizas frecuentemente el software de tu impresora.

Antes de comenzar a calibrar tu impresora, asegúrate de elevar tu hotend ligeramente diez centímetros lejos de la cama de impresión. Luego ve al menú principal.

Luego, ve a seleccionar la pestaña de calibración PID. Selecciona el valor de temperatura del hotend que usas más frecuentemente en tu impresión.

Posteriormente, la impresora ejecutará la calibración PID automáticamente. Al final del proceso, la temperatura de la boquilla subirá y bajará unas cuantas veces, generalmente en cinco ciclos.

Tras los cinco ciclos de variaciones de temperatura del hotend, las temperaturas se estabilizan, y en este punto, estás listo para empezar la impresión 3D.

¿Cómo hacer ajuste PID a la cama de una impresora 3D?

Para calibrar o hacer ajuste PID a la cama de una impresora 3D, usa software para enviar comandos G-code al firmware de tu impresora. OctoPrint y Pronterface son software capaces de transmitir G-codes a impresoras.

Primero, ejecuta el comando M303 en el terminal G-code del software. Permite llegar al firmware de tu impresora.

Segundo, obtén e ingresa los valores calibrados, luego guarda los ajustes PID. El autotune PID y guardar los ajustes elimina la necesidad de repetir el auto-ajuste PID.

El terminal da una alerta de inicio de autotune PID al ejecutar el comando. La señal significa el comienzo del proceso que durará unos minutos antes de concluir.

Valores PID

• M303 representa el comando principal que activa la calibración de autotune PID
• S60 representa la temperatura requerida de la cama caliente
• C10 denota el número de ciclos que la temperatura del elemento calefactor fluctúa antes de estabilizarse finalmente.
• U1 representa el reemplazo automático de las temperaturas existentes de la cama caliente con los nuevos valores.
• Al final del proceso de autotune, guarda los nuevos valores. El firmware de la impresora retiene los ajustes PID para uso posterior.

¿Cómo usar el autotune PID?

Deberías iniciar el proceso de autotune usando las señales de inicio/parada. Deja que el proceso corra por un período para completar el experimento de respuesta en frecuencia.

Posteriormente, transfiere los valores ajustados desde el bloque a tu controlador PID.

Proceso paso a paso para iniciar el proceso de auto-ajuste

• Ingresa una histéresis dependiendo de la cantidad de ruido proveniente del PV. Puedes empezar desde 1,0 %.
• Establece el modo de tu impresora a autotune
• El ajuste del SP debería llevar a un valor de ajuste PID ligeramente superior o inferior al PV
• Luego selecciona el método de control que puede ser PI o PID
• Selecciona la pestaña "Start tuning"

¿Cuánto tarda el autotune PID?

Si presupones que tu tiempo de retardo es de cuatro minutos, el ajustador PID tardará 20 minutos en ajustar. Además, un tiempo de retardo de más de unos minutos en otros métodos de ajuste hace que el ajustador PID tarde mucho, incluso horas, en autotune PID.

Sin embargo, el autotune de Marlin tarda aproximadamente cinco minutos, incluso si lo enganchas para seis ciclos. Revisa tu pantalla LCD; muestra temperaturas subiendo más allá del punto de consigna, luego bajando gradualmente.

Fluctuará un par de veces. Al final, disfruta de constantes precisas para los números P, I y D en la ecuación. Estas constantes se denotan típicamente como constantes KP, KI y KD.

¿Cómo hacer ajuste PID en Marlin?

Para ajustar PID en Marlin, primero confirma la versión de Marlin de tu impresora. Tenemos versiones de Marlin como Marlin 1.x o 2.x. Asegura que uses los comandos correctos o compatibles para la versión específica.

Conecta tu terminal G-Code con el terminal del firmware de la impresora. Asegúrate de obtener los comandos PID correctos de tu empresa de firmware.

Elige el Header que pretendes ajustar PID, por ejemplo, E1. Síguelo eligiendo el número de ciclos de calentamiento. Los ciclos de calentamiento se refieren al número de veces que la impresora calienta el elemento calefactor hacia y desde el valor objetivo.

Ajuste PID Marlin Hotend

• Ingresa M303 E para número de calentador y C para número de ciclos antes de enviar usando el terminal G-code
• Luego espera a que el terminal complete el número de ciclos establecido
• Ingresa el comando M301, luego pon el P (valor KP), I (valor KI) y D (valor KD), representando valores constantes, y envía el comando.
• Finalmente, envía el comando M500 para guardar y retener tus nuevos valores en la mainboard del firmware.

Ajuste PID Marlin Cama Caliente

• Conecta el terminal G-code a tu terminal de firmware
• Identifica la versión de Marlin
• Ingresa E-1 para Marlin 1.x y EBED para Marlin 2.x
• Decide el número de ciclos; cuanto más ciclos elijas, más preciso y más largo el tiempo de ajuste PID
• Ingresa M303 E, S y C, que representan los comandos de autotune PID
• Una vez que el terminal termine de ciclar, pon los valores P, I y D que la impresora generó. Los valores serán constantes KP, KI y KD
• Ingresa el comando M304, luego pon los valores constantes generados
• Finalmente, envía el comando M500 para guardar y almacenar los nuevos ajustes en la mainboard de la impresora

Ajustes PID Ender 3

Puedes autotunear tu Ender 3 con software Pronterface. Es un software que te permite controlar tu impresora desde tu computadora personal (PC). Solo necesitas tener una PC y un cable USB para flashear tu firmware.

Para ajustar PID Ender 3, abre el software. El menú principal te ofrecerá un área para elegir tu PUERTO y Baud Rates.

Notablemente, Ender 3 tiene un Baud Rate de 115200 a menos que se indique lo contrario. Así que elige la opción para tu impresora y conecta.

Usa la ventana del terminal para enviar M303 E0, S225 y C10 para iniciar el ajuste PID. Irá por diez ciclos antes de completar el ajuste.

Mostrará la alerta "PID Autotune Finished" al completar el ajuste PID. Luego elige los valores PID generados que debes usar.

Usa el comando M301 para ingresar los nuevos valores seguido del comando M500 para guardar y almacenar los nuevos ajustes PID.

Ajuste PID OctoPrint

• El proceso de ajuste PID OctoPrint es similar a otros software de ajuste PID pero con variaciones menores. Abre OctoPrint después de conectar el G-code al terminal del firmware de la impresora.
• Ve a la pestaña terminal.
• Marca las casillas de suprimir mensajes.
• Ingresa M303, E0, E230, C10 para comenzar autotune
• El buffer sacará los mensajes suprimidos
• Tras la finalización del proceso, ingresa los nuevos valores en tu impresora
• Guarda y almacena los nuevos ajustes PID usando el comando M500

Conclusión

Lograr alta calidad de impresión 3D sigue siendo el objetivo de todo usuario de impresora 3D. Sin embargo, los cambios bruscos de temperatura de la boquilla del extrusor y la cama caliente son perjudiciales para una mejor calidad de impresión.

Por tanto, el ajuste PID viene a mano para regular y estabilizar la temperatura del hotend y la cama caliente.