OffsetPoco a poco, el mundo de la impresión 3D va evolucionando y mejorando por diferentes vías, haciendo más cómodo y eficiente el proceso de creación de piezas 3D. En este sentido, los sistemas de autonivelado juegan un importante papel, pues te permiten, con un sencillo ajuste (conocido como offset) calcular la distancia idónea entre nozzle y base de impresión. A continuación te explicamos qué es el offset.

¿Qué es el offset?

El offset es la distancia existente entre la punta del nozzle y la base cuando el sensor de nivelación detecta la misma. Es decir, es la diferencia entre la distancia de sensado y la distancia a la que está colocado el nozzle por debajo del sensor.

Distancia de sensado y distancia de offset.

Distancia de sensado y distancia de offset

Las nuevas impresoras 3D de BQ incorporan un sensor inductivo que facilita el uso de la máquina y se sitúa en el lateral del extrusor, cerca del nozzle.

Este sensor, de alta precisión, se usa tanto para detectar la base en el eje Z de la impresoras Witbox 2 y Hephestos 2 como para tomar medidas de puntos de la base y así calcular la inclinación que tiene esta respecto a los ejes de coordenadas. Puede servir incluso como referencia para realizar una nivelación manual.

Midiendo el offset desde el wizard de instalación

ssh://git@stash.bq.com:7999/tresd/witbox-fw.git

Durante el wizard de configuración inicial de Hephestos 2, y también tras realizar un hard reset en Witbox 2, tendrás que realizar el ajuste inicial del offset. En este primer ajuste, el nozzle se parará a la altura a la que el sensor inductivo detecta la base, la altura que, introducida durante este paso, será guardada como la distancia de offset que será particular de nuestro bloque extrusor y sensor inductivo.

Proceso de ajuste de offset.

Proceso de ajuste de offset

Para ajustar esta distancia de offset, deberás bajar poco a poco el nozzle de la impresora hasta que toque la base y, respecto a ese punto, alejar ligeramente el nozzle de la base.

Al detectar el metal, el LED del sensor se enciende.

Al detectar el metal, el LED del sensor se enciende.

Este proceso solo debes realizarlo la primera vez que pongas en marcha la impresora y en caso de sustitución de alguno de los siguientes componentes:

  • Base

  • Sensor inductivo

  • Bloque extrusor-Hot-End

Si realizas una operación de este tipo, puedes forzar una nueva ejecución del wizard mediante la opción de hard reset, presente en el menú de Configuración.

Con la opción “Hard reset” restableceremos los valores de la impresora.

Con la opción “Hard reset” restableceremos los valores de la impresora.d

Corrección del offset

Es posible que la medida inicial del offset no se haya realizado correctamente, que el nozzle se te haya quedado un poco lejos de la base o demasiado pegado. En tal caso, podrías observar los siguientes problemas en tu impresión:

  1. La pieza se despega total o parcialmente de la base.

Si has usado laca sobre la base para asegurar la fijación del PLA y aun así observas que la pieza se despega total o parcialmente, puede ser debido a que la medida del offset se ha quedado muy lejos de la base.

Filamento despegado de la base de impresión.

Filamento despegado de la base de impresión

  1. Las primeras capas quedan aplastadas, el PLA se desparrama o incluso el nozzle presiona tanto la base que sale poco plástico.

Esto puede ser debido a que has apretado mucho el nozzle contra la base. Es necesario ajustarlo alejándolo ligeramente, ya que es necesario que toque adecuadamente pero no que apriete demasiado.

Filamento demasiado pegado a la base de impresión.

Filamento demasiado pegado a la base de impresión

En ambos casos, para corregirlo puedes entrar en el menú de Configuración, en la opción Ajustar offset, para llevar a cabo un ajuste fino de este parámetro.

A través del menú de ajustes podremos reajustar el offset.

A través del menú de ajustes podremos reajustar el offset

Al entrar en esta opción, el nozzle se situará sobre la base, en la posición ya configurada previamente. Podrás ajustarlo moviendo la rueda a la izquierda (alejar el nozzle) o a la derecha (acercar el nozzle).

¿Qué utilidad tiene calcular el offset?

Puesto que el sensor está desplazado respecto al punto referencia de la impresión (el centro del nozzle) tanto en la coordenada X como en Y y en Z, es necesario introducir tres nuevas variables que determinarán la posición exacta en la que el sensor está tomando las medidas.

A la hora de imprimir, por tanto, existe un desplazamiento que habrá de estar correctamente calibrado para que la punta del nozzle se posicione correctamente durante la impresión. Así pues, surgen tres medidas de offset: el Xoffset, el Yoffset y el Zoffset.

Medidas de offset de los diferentes ejes.

Medidas de offset de los diferentes ejes

De estas tres medidas, solo es necesario calcular el Zoffset de forma manual, ya que el montaje del sensor sobre la estructura del extrusor es precisa en todas las máquinas, tanto en Xoffset como en Yoffset.

¿Por qué se debe medir el Zoffset manualmente?

El sensor inductivo de Witbox 2 y Hephestos 2 contiene elementos electrónicos que, pese a estar correctamente calibrados, pueden diferir en las medidas respecto a otros sensores inductivos. Así mismo, el componente magnético de la base puede tener diferencias de sensibilidad respecto a otras bases del mismo material.

Estas tolerancias de fabricación no resultan preocupantes para el funcionamiento de dicho elemento, puesto que la sensibilidad de un único sensor permanecerá igual durante toda su vida útil, pero impide realizar una calibración genérica del Zoffset para todos los sensores. Por todo ello, es necesario realizar una última calibración del sensor de forma manual, que será exclusiva para cada uno de ellos.

¿Cómo se calcula internamente el offset?

La manera básica de calcular el offset en las impresoras 3D de BQ es desplazando el extrusor en el eje Z desde la posición a la que el sensor detecta la base hasta que la punta del nozzle toca la superficie de la base. Dicha distancia se almacena en la memoria y desde ese momento se rectifica la posición de sensado, tanto para nivelar como para detectar el origen de la impresora (homing).

Puesto que existe un desplazamiento del sensor respecto de X e Y, el cálculo del offset deberías realizarlo con la base completamente horizontal, ya que cualquier mínima inclinación de esta provocaría un cálculo incorrecto de la distancia de bajada en el eje Z.

Cálculo del offset en el plano.

Cálculo del offset en el plano

La nivelación manual es un proceso que hemos considerado completamente opcional, por lo tanto, resultaría demasiado incómodo para los usuarios tener que nivelar la base manualmente como paso previo al cálculo del offset. Para ello se ha desarrollado un sistema de cálculo del offset que tiene en cuenta el desnivel de la base. Lo explicamos a continuación.

El primer paso es el cálculo de la inclinación del plano de la base. Para ello debes tomar las medidas de distancias de Z (respecto de un punto considerado como origen) en tres puntos diferentes. Estos tres puntos definen la matriz de rotación del plano Mbase. En este proceso no se requiere el valor del offset, que por defecto es 0, puesto que en ningún momento se utiliza la relación sensor-nozzle que sería necesaria para el proceso de impresión.

Cálculo del plano con tres puntos de referencia.

Cálculo del plano con tres puntos de referencia

Una vez conocida la orientación de la base, se determina, en el centro de la misma, la distancia necesaria que hay que mover el extrusor en el eje Z respecto del punto donde se ha sensado. Este proceso es manual y en este, debes determinar la correcta posición del nozzle respecto a la superficie superior de la base. Esta distancia puede variar en función de la inclinación existente en la base, por lo tanto, esta medida será llamada Zoffset’.

Gracias al offset podemos imprimir con la base inclinada.

Gracias al offset podemos imprimir con la base inclinada.

A continuación y una vez calculado el valor de Zoffset’, se define un vector que parte del origen de sensado y está definido como:

v=(Xoffset ,Yoffset, 0)

Este vector está contenido en un plano horizontal considerado virtual.

Puesto que se tiene el valor de Zoffset’ y la inclinación del plano definida como Mbase, el siguiente paso es abatir el vector v sobre el plano real (inclinado) para así obtener el Z definido en la figura anterior.

v’=v M base

v’=(Xoffset’ ,Yoffset ‘ ,Z)

El último paso para el cálculo del offset real de la impresora es:

Zoffset =Zoffset’ -Z

Pudiendo tener Z un valor positivo o negativo, dependiendo de la orientación de la inclinación del plano.

Es importante recalcar que el valor del offset (Zoffset) no depende en ningún caso de la inclinación con la que se haya realizado el proceso de medición. No obstante, el valor que se establece realizando la acción manual de acercamiento del nozzle a la base es un valor de offset ficticio (Zoffset’), que depende completamente de la inclinación de la base durante el proceso de medición, pudiendo ser mayor o menor que Zoffset.

Por tanto, en repetidos procesos de cálculo del offset con diferentes inclinaciones, obtendrás diferentes valores de Zoffset’ pero un único valor Zoffset, es decir, un único valor de offset.

Se puede concluir así que el valor del offset es un valor único para cada conjunto impresora-sensor, siempre que no se varíen las posiciones del nozzle respecto del sensor, la anchura de la base o su material magnético.

Esperamos que estas indicaciones te hayan servido para conocer un poco mejor tu impresora 3D.