Z-offset и первый слой: безопасная настройка

Короткий ответ

Z-offset (англ. Z-offset - расстояние от кончика сопла до стола в первом слое) - одна из самых важных настроек во всей FDM-печати (англ. FDM, fused deposition modeling - послойная печать пластиковой нитью). Слишком близко - сопло размазывает пластик, царапает покрытие, забивается. Слишком далеко - нить ложится «макаронами», не прилипает, отрывается через несколько минут.

Самый надёжный способ подстройки - baby step (англ. baby step - подстройка на лету маленьким шагом, обычно по 0,05 мм). Вы запускаете тестовую печать первого слоя и прямо на ходу через панель принтера двигаете сопло вверх или вниз минимальным шагом, пока линия не станет идеальной: слегка приплюснутой, без зазоров между проходами и без задиров. Итоговое значение запоминаете для конкретной пластины - для гладкой PEI (полиэфиримид, распространённое покрытие стола) и текстурной оно будет разным.

Сначала проверьте модель принтера

Не каждый принтер разрешает ручной Z-offset во время печати. У полностью автоматизированной системы случайная поправка может испортить пластину, поэтому используйте только штатную процедуру производителя или прошивки.

Наглядный пример - серия Bambu A1: менять Z-offset в g-code слайсера там бесполезно, всё решает автокалибровка. Подстраивать нужно только с экрана принтера или из приложения. Поэтому первый шаг - понять, как именно Ваша модель разрешает трогать Z-offset, и не крутить его «вслепую» через слайсер.

Почему первый слой решает всё

В 3D-печати первый слой - это фундамент. Если он лёг неровно, дальше уже неважно, какой у Вас слайсер (англ. slicer - программа, которая режет 3D-модель на слои) и какой пластик. Деталь либо отлипнет посреди печати, либо пойдёт с задранными углами (англ. warping - отрыв углов от стола при остывании), либо просто развалится при снятии.

Z-offset напрямую отвечает за расстояние между кончиком сопла и поверхностью стола в момент укладки первой линии. Принтер уже выполнил автокалибровку - измерил наклон стола, построил карту высот (mesh-калибровка - карта неровностей стола), знает, где стол выше, а где ниже. Но финальную дельту - на сколько сопло должно сесть относительно нуля - задаёте Вы.

На практике речь идёт о долях миллиметра. Толщина первого слоя обычно 0,2 мм. Если Z-offset уехал на +0,1 мм - это уже половина высоты слоя, и линия пойдёт «по воздуху». Если уехал на -0,1 мм - сопло срезает пластик начисто и упирается в стол.

Когда Z-offset обязательно нужно перенастраивать:

Как выглядит правильный первый слой

Самая частая ошибка новичка - настраивать Z-offset «по линейке» или «по бумажке». Бумажка работала на принтерах без автокалибровки. Сейчас точнее смотреть глазами на линию пластика, которую кладёт сопло.

Что видите Что это значит Куда крутить Z-offset
Линии не касаются друг друга, видны полосы стола Сопло слишком высоко, плохая адгезия Опустить на 0,05-0,1 мм (минус)
Линии круглые в сечении, легко отрываются ногтем Сопло чуть высоко Опустить на 0,05 мм
Линии слегка приплюснутые, сливаются в монолит, гладкие сверху Идеально, не трогать -
Линии прозрачные, через них видно стол, материал «размазан» Сопло слишком низко Поднять на 0,05-0,1 мм (плюс)
Сопло скребёт стол, слышен треск, наматывается пластик Авария, остановить печать Поднять на 0,15 мм, перезапустить
Углы детали задрались, центр прилип Мал прижим плюс холодный стол Опустить на 0,05 мм и поднять температуру стола на 5 °C

Хорошая поверхность первого слоя выглядит как однотонная пластиковая «крышка». Без зазоров. Без волн. Не блестит как стекло (это значит - слишком прижато) и не похожа на варёные макароны.

Метод baby step

Этот порядок надо проделать один раз для каждой новой пластины и каждого нового сопла. После - записать значение и больше к нему не возвращаться.

Шаг 1. Подготовка. В слайсере поставьте Z-offset в 0 - стартовое значение. Выберите небольшой тест: квадрат примерно 60×60 мм, толщина первого слоя 0,2 мм, заполнение 0 % (только периметр и нижние слои). Это даст пару минут печати - хватит, чтобы поймать оптимум.

Шаг 2. Прогрев. Ставьте на печать. Дождитесь, пока стол прогреется до рабочей температуры материала (для PLA это около 60 °C, для PETG примерно 70-80 °C, для ABS около 100 °C) и сопло выдавит стартовую линию (англ. purge line - линия прочистки перед печатью). Z-offset надо настраивать на горячем столе: холодный лист в момент нагрева выгибается, центр чуть поднимается, и калибровка «по холодному» окажется неточной.

Шаг 3. Наблюдение. Сядьте сбоку и смотрите на линию пластика как на трассу - она должна выходить из сопла широкой плоской «дорожкой», а не круглой ниткой. Когда сопло пойдёт по второму проходу, линии должны слиться в один пласт без видимого шва.

Шаг 4. Подстройка. Если линии круглые - на панели принтера найдите Z-offset (на разных моделях называется по-разному, см. ниже) и сдвиньте минимальным шагом в минус. Подождите секунд двадцать, посмотрите следующий проход. Стало лучше - ещё на шаг вниз. Линии стали прозрачными и расползающимися - вернитесь на шаг вверх. Оптимум ловится за несколько итераций.

Шаг 5. Закрепить. Когда поверхность первого слоя стала идеальной, остановите печать и посмотрите, какое финальное значение Z-offset осталось на экране - это и есть Ваше число для этой пластины. Запишите его.

Где найти Z-offset на разных принтерах

Bambu Lab (A1, A1 mini, P1S, X1C, H2D). Во время печати подстройка на лету (Live Adjust Z - подстройка Z-offset на ходу) есть прямо на экране принтера и в приложении Bambu Handy, шаг 0,05 мм. Для более точной настройки на экране: Settings → Fine Tune → Z Offset (после автопривязки нуля, шаг мельче). У серии A1 правка Z-offset в g-code слайсера не работает из-за автокалибровки - крутите только с экрана принтера или из приложения.

Creality и Anycubic. Во время печати откройте раздел тюнинга (Tune / Adjust) и найдите в нём Z-offset. Шаг подстройки зависит от прошивки: на Klipper (K-серия Creality) он обычно мельче, чем на Marlin (Ender-серия). На части моделей значение хранится глобально, поэтому при смене пластины его придётся выставлять заново вручную.

Klipper (Voron, самосборы, платы с прошивкой Klipper). Подстройка на лету - команда SET_GCODE_OFFSET Z=-0.05 MOVE=1 в консоли Mainsail или Fluidd, плюс на экране Mainsail есть кнопки шагового смещения по Z. Чтобы сохранить найденное значение навсегда: после печати выполните Z_OFFSET_APPLY_PROBE, затем SAVE_CONFIG - принтер перезапишет конфиг и перезагрузится. До этого поправка временная и слетит после перезагрузки. Первичная калибровка зонда делается командой PROBE_CALIBRATE с шагами TESTZ и ACCEPT.

Prusa (MK4/S, Core ONE). Первый слой калибруется автоматически датчиком нагрузки (LoadCell). Точное значение задаётся и сохраняется через штатную процедуру First Layer Calibration (калибровка первого слоя). Во время печати можно длинным нажатием на ручку под экраном включить live-adjust Z (подстройка Z на лету) и подкрутить вручную - но такая правка на MK4 действует только для текущей печати и на следующую не сохраняется.

Единого «правильного» числа не бывает

Z-offset уникален для связки «принтер + сопло + пластина», поэтому не ищите готовое число в чужой таблице. Начинайте от 0 и подстраивайте по виду линии. Ориентир простой: если Вам хватает поправки в пределах нескольких сотых-десятых миллиметра - всё в порядке. Если приходится уводить Z-offset на 0,2 мм и больше, проблема уже не в нём, а в выравнивании стола: проверьте подложку, ремни и винты подачи по Z.

Самые частые ошибки

Калибровать на холодном столе. Любая пластина при нагреве выгибается. Стекло меньше, PEI на стальной подложке заметнее. Если выставили Z-offset на холодном, на горячем сопло начнёт скрести центр стола. Всегда грейте до рабочей температуры до калибровки.

Один Z-offset на все материалы. PLA, PETG и ABS требуют разной степени прижима. PLA любит среднее, PETG - почти без прижима (он сам хорошо растекается и липнет), ABS - максимальный прижим, иначе оторвёт углы при остывании. Если печатаете разными материалами, храните в слайсере отдельные профили филамента, в каждом свой Z-offset.

Калибровать на грязной плите. Если лист запачкан отпечатками пальцев или каплями масла после долгой работы, Вы настроите Z-offset под жирные пятна, а не под пластину. Перед калибровкой протрите лист изопропиловым спиртом 90 % и выше и дайте высохнуть. Не моющим средством и не водой с фейри - там добавки, которые остаются плёнкой.

Менять Z-offset на ходу при печати большой детали. Если первый слой пошёл криво, лучше остановить, очистить стол от пластика и перезапустить с новым значением. Подстройка посреди печати оставит видимую границу - на боку детали будет ступенька.

Полагаться только на mesh-калибровку. Автокалибровка измеряет наклон стола, но не знает, какой пластик Вы загрузили и какое сопло стоит. Mesh даёт ровный «нулевой пол», а Z-offset настраивает высоту дома на этом полу. Это разные вещи.

Что делать, если Z-offset «плывёт»

Если Вы откалибровали идеально, а через неделю первый слой опять кривой, проблема не в самой настройке, а в механике. Пройдитесь по списку:

  1. Сопло. Латунные сопла со временем стачиваются - кончик становится короче, диаметр расширяется. Особенно быстро это идёт на абразивных материалах (композиты с углём, стеклом, глиттером). Замена сопла - это пересчёт Z-offset.
  1. Силиконовый носок сопла (англ. silicone sock - защитный чехол на нагревателе). Если порвался, нагреватель меняет геометрию и кончик сопла смещается. Снимите старый, поставьте новый, перекалибруйте.
  1. Датчик автоуровня. На Bambu стоит тензодатчик в каретке: если по нему ударили инструментом или он засорился пластиком, показания плывут. На Klipper-сборках с зондом проверьте, что он не задевает кабель.
  1. Натяжение ремней Z (для принтеров с двумя винтами по Z). Если один винт идёт быстрее другого, стол наклоняется. На части моделей синхронизация автоматическая, но раз в полгода её стоит запускать вручную через самотестирование.
  1. Температура помещения. Зимой в холодной мастерской алюминиевая рама сжимается, Z-offset немного уходит. Летом в жару - наоборот. Если печатаете в гараже, калибруйте под текущий сезон.

Подробнее про обслуживание сопла - в материалах «Как менять сопло на Bambu» и «Диагностика забитого сопла».

Z-offset и Pressure Advance - не путать

Иногда новички крутят Z-offset, чтобы убрать паутинку (англ. stringing - тонкие нити пластика между деталями) или эхо после поворотов. Это бесполезно: Z-offset влияет только на адгезию первого слоя и не лечит проблемы с экструдером.

Если у первой стенки «толстые» углы, а середина «худая» - это Pressure Advance (англ. Pressure Advance - компенсация инерции подачи пластика), а не Z-offset. Если линии второго и третьего слоя плохо склеиваются - это поток (англ. flow - коэффициент подачи материала). Если деталь искажена пузырями в углах - это retraction (англ. retraction - откат пластика перед перемещением).

Подробнее по этим темам - «Калибровка Pressure Advance», «Калибровка потока (flow)», «Калибровка E-steps экструдера».

Чеклист

Связанные статьи