3D 프린터 최적화 출력물 향상을 위한 [ PID 튜닝 ] 방법

3D 프린터의 PID 튜닝

3D 프린터의 [ PID 튜닝 ]은 프린터의 시스템을 최적화하여 안정적인 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다. 이는 인쇄 과정에서 열 변동을 최소화하여 인쇄 품질을 향상시키고 예기치 않은 문제를 방지할수 있습니다. 3D 프린터는 작은 온도의 차이로 인쇄품질의 질이 좌우되기 때문에 출력 도중에 온도변화가 심하게 되면 문제가 발생할수 있습니다.

처음 설정한 온도는 주변의 환경에 따라 내려갔다 올라갔다를 반복하면서 근사치를 유지 하려고 합니다. 그러나 이변동 수치가 크다 보면 출력물 품질에 문제가 생길수 있습니다. 이를 방지 하기 위해서 일정한 온도의 편차를 줄이는 작업입니다.

PID 값 초기화

PID 값들을 초기화하고, PID 튜닝을 시작하기 전에는 기본값으로 설정합니다.

• 열 제어 수치 확인: 먼저 프린터 제조사의 문서나 사용자 매뉴얼을 참조하여 현재의 PID 값들을 확인합니다. 이 값들은 주로 열 제어기 설정 메뉴에서 확인할 수 있습니다.
• 목표 온도 설정: 히터에 목표 온도를 설정하고, 열 제어 시스템이 이를 달성하도록 합니다.
• PID 값 조정: 히터가 목표 온도에 도달할 때까지 시간을 측정합니다. 이후 PID 값을 조정하여 원하는 온도에 더 빠르게 도달하도록 합니다.

P 값 조정

Proportional(비례) 제어 기능으로, 히터 출력을 현재 온도와 목표 온도의 차이에 비례하여 조절합니다. P 값을 높이면 조절이 더 빠르게 이루어지지만, 오실레이션(진동)이나 안정성 문제가 발생할 수 있습니다.

I 값 조정

Integral(적분) 제어 기능으로, 시간에 따른 온도 오차의 적분을 계산하여 제어합니다. I 값을 조정하여 시간에 따른 오차의 누적을 보정할 수 있습니다.

D 값 조정

Derivative(미분) 제어 기능으로, 온도 변화율에 대한 응답을 제어합니다. D 값을 높이면 오실레이션을 줄이고 안정성을 향상시킬 수 있지만, 반응 속도가 느려질 수 있습니다.

반복: 새로운 PID 값들을 적용하고, 목표 온도에 도달할 때까지 시험하고 조정합니다. 이 과정을 반복하여 최적의 PID 값들을 찾습니다.

테스트 인쇄

PID 값들이 설정되면, 몇 가지 테스트 인쇄를 통해 프린터의 동작을 확인하고 인쇄 품질을 평가합니다.PID 튜닝은 몇 번의 시도를 통해 완벽한 결과를 얻는 것이 일반적입니다. 따라서 여러 번의 조정과 테스트가 필요할 수 있습니다.

또한, 특정 프린터나 열 카트리지에 따라 최적의 PID 값이 다를 수 있으므로, 적절한 조정이 필요합니다.

아래 명령어를 실행하면 노즐과 베드의 PID 튜닝이 실행되고, 결과가 저장됩니다. 이는 온도 편차를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

M303 E-1 S70 C5
M303 E0 S210 C5
M500  

M303: PID 오토 튜닝을 시작하는 명령어입니다.
E-1: 히터 1 (노즐)에 대한 튜닝을 의미합니다.
E0: 히터 0 (베드)에 대한 튜닝을 의미합니다.
S70: 목표 온도로 70C를 설정합니다. 
S210: 목표 온도로 210C를 설정합니다. 
C5: 5번의 샘플을 측정하여 PID 값을 튜닝합니다.
M500: PID 튜닝 결과를 EEPROM에 저장합니다.
M84: 모든 모터를 비활성화합니다.