E-Step-Kalibrierung eines 3D-Drucker-Extruders (+ Rechner)

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In diesem Artikel zeige ich dir Schritt-für-Schritt, wie du die E-Steps deines 3D-Druckers kalibrierst. Die Kalibrierung ist kompatibel mit jedem FDM 3D-Drucker und sollte nicht länger als 10 Minuten dauern.

Bei der E-Step Kalibrierung wird eine gewisse Menge an Filament extrudiert. Die tatsächlich extrudierte Menge an Filament wird mit dem vorgegebenen Wert verglichen. Daraus werden die neuen E-Steps berechnet. Nach der Kalibrierung extrudiert der 3D-Drucker genau so viel Filament, wie er soll.

Hier kannst du dir auch mein Video dazu anschauen:

Ziel der E-Step Kalibrierung

Die E-Steps (oder Extruder-Schritte) sind eine Einstellung in der Firmware des 3D-Druckers, die bestimmt, wie viele Schritte der Schrittmotor des Extruders ausführen muss, um einen Millimeter Filament zu extrudieren. Ist der Wert zu hoch, wird zu viel Filament extrudiert und andersherum.

Die E-Step Kalibrierung ist ein wichtiger Prozess, um die Präzision deines 3D-Druckers zu verbessern. Durch die Anpassung der Extruderschrittwerte wird die korrekte Menge an Filament extrudiert, so wie es der Slicer erwartet und vorgibt. Eine präzise E-Step Kalibrierung führt zu gleichmäßigeren Schichten, höherer Druckqualität und reduziert Probleme wie Unter- oder Über-Extrusion.

• Warum müssen die E-Steps kalibriert werden? Die Standardeinstellungen von 3D-Druckern sind oft nicht perfekt eingestellt, wenn sie ausgeliefert wird.
• Wie werden die E-Steps kalibriert? Der schnellste Weg, die E-Steps zu kalibrieren, ist eine gewisse Länge an Filament zu extrudieren, die tatsächliche Strecke zu messen und daraus die neuen E-Step-Einstellungen berechnen und entsprechend anzupassen.
• Wann müssen die E-Steps kalibriert werden? Die Kalibrierung der E-Steps sollte nach der Montage des 3D-Druckers oder dem Austausch des Extruders erfolgen.

Benötigtes Werkzeug für die E-Step Kalibrierung

Für die Kalibrierung der E-Steps brauchst du nicht viel Werkzeug. Am wichtigsten ist ein geeignetes Messmittel, um die Länge des extrudierten Filaments zu messen. Je genauer, desto besser.

Zum Markieren des Filaments reicht etwas Klebeband oder ein permanenter Marker aus.

E-Step Kalibrierung Schritt für Schritt

Hier sind die Schritte, die du für eine E-Step Kalibrierung durchführen musst. Ich erkläre dir jeden dieser Schritte im Detail und so, dass die Kalibrierung mit jedem 3D-Drucker kompatibel ist.

1. Hotend aufheizen
2. Filament laden
3. Filament markieren
4. Filament extrudieren
5. Extrudierte Länge messen
6. Aktuelle E-Steps ermitteln
7. Berechnung der neuen E-Steps
8. Änderung der E-Steps
9. Überprüfung der Kalibrierung

Hotend aufheizen

Heize das Hotend auf die jeweilige Temperatur auf, die du zum Drucken deines Filaments verwendest. In diesem Beispiel verwende ich PLA und verwende damit eine Temperatur von 200 °C.

Filament laden

Lade das Filament ganz normal, wie du es auch sonst vor einem Druck tun würdest.

Filament markieren

Hat dein 3D-Drucker einen Direct Drive Extruder, markierst du als Nächstes das Filament so weit vor dem Extruder wie möglich. Je länger die Strecke ist, desto genauer wird die Kalibrierung. Achtet dabei auch darauf, was für eine maximale Strecke dein Messmittel messen kann.

Du kannst das Filament entweder mit einem Stift oder mit Klebeband markieren. In diesem Beispiel habe ich das Filament (zufälligerweise exakt) 27 cm vor dem Extruder markiert.

Bei einem Bowden Extruder kannst du entweder genauso vorgehen, oder den Bowden Tube nach dem Extruder demontieren und das Filament direkt nach dem Extruder markieren. Bei meinem FLSUN Super Racer ist die Konstruktion zum Beispiel so, dass es einfacher ist, das Filament nach dem Extruder zu markieren und nicht davor.

Filament extrudieren

Extrudiere nun etwas weniger Filament als deine markierte Strecke, falls du das Filament vor dem Extruder markiert hast. Falls du das Filament nach dem Extruder markiert hast, kannst du die maximale Länge extrudieren, die du mit deinem Messmittel noch messen kannst.

Bei meinem 3D-Drucker mit Direct Drive Extruder habe ich das Filament 27 cm vor dem Extruder markiert und extrudiere 26 cm. Beim Bowden Extruder habe ich das Filament direkt nach dem Extruder markiert und extrudiere 29 cm.

Extrudierte Länge messen

Messe die tatsächliche Extrusionslänge. Notiere dir den Wert, da du ihn später für die Berechnung der neuen E-Steps benötigst. Bei einem Direct Drive Extruder entspricht der Rest des Filaments über dem Extruders der markierten Länge minus der tatsächlichen Extrusionslänge.

In meinem Beispiel hat der 3D-Drucker nicht 26 cm, sondern 26,1 cm extrudiert, was einer Abweichung von etwa 0,4% entspricht. Das klingt zunächst nach relativ wenig, kann aber bei Bauteilen, bei denen eine hohe Maßgenauigkeit wichtig ist, zu Problemen führen.

Bei einem Bowden Extruder musst du nur die extrudierte Länge des Filaments bis zu deiner Markierung messen.

Aktuelle E-Steps ermitteln

Um die E-Steps anzupassen, benötigst du ihren aktuellen Wert. Bei manchen 3D-Druckern kannst du sie direkt im Menü auslesen und ändern. Bei den meisten 3D-Druckern, die die ich bisher bedient habe, war dies jedoch nicht so. Du wirst also wahrscheinlich eine andere Möglichkeit benötigen, um die Werte auslesen und ändern zu können.

Um die G-Code-Befehle an einen 3D-Drucker zu senden und aktuelle Einstellungen auszulesen, sind Programme wie OctoPrint oder Repetier-Host beliebt. Falls du diese aber nicht standardmäßig verwenden möchtest, um deinen 3D-Drucker zu bedienen, gibt es andere Möglichkeiten, die schneller und einfacher sind.

Es gibt für den Chrome Browser eine Erweiterung, die sich G-Code Sender nennt. Damit du mit dieser Erweiterung mit deinem 3D-Drucker kommunizieren kannst, musst du ihn per Kabel mit deinem Computer verbinden. In den Einstellungen der Erweiterungen gibst du den Port an, an dem du das Kabel angeschlossen hast und setzt die Baud-Rate auf das Maximum.

Über das Control Panel kannst du nun den Befehl M501 eingeben und an deinen 3D-Drucker senden. Der 3D-Drucker sendet dir dann seine aktuellen Einstellungen zurück. Unter den Einstellungen findest du auch die Werte für die Schrittmotoren.

Bei meinem 3D-Drucker ist der aktuelle Wert für die E-Steps 388. Der Schrittmotor des Extruders vollführt also 388 Schritte, um das Filament um 1 mm zu bewegen – zumindest in der Theorie. In der Praxis haben wir schon gesehen, dass er etwas zu viel Filament extrudiert. Um das zu beheben, berechnen wir aus den gemessenen und ausgelesenen Werten die neuen E-Steps.

Berechnung der neuen E-Steps

Die neuen E-Steps berechnen sich aus den vorherigen E-Steps, multipliziert mit dem Verhältnis aus der theoretischen Extrusionslänge und der tatsächlichen Extrusionslänge.

Hier ist die Formel:

Vorherige E-steps * (theoretische Extrusionslänge / tatsächliche Extrusionslänge)

Bei meinem 3D-Drucker würden sich daraus also 388 x (26 / 26,1) ≈ 386,51 ergeben.

Falls du nicht selbst rechnen möchtest, ist hier ein Rechner, bei dem du deine Werte eingeben kannst:

Änderung der E-Steps

Falls du über einen 3D-Drucker verfügst, bei dem du die E-Steps im Menü ändern kannst, kannst du dort nun den neuen Wert eingeben.

Andernfalls musst du hier auch wieder einen bestimmten G-Code Befehl an deinen 3D-Drucker senden. Der Befehl dafür lautet M92 gefolgt von E und dem neuen Wert der E-Steps. Danach musst du die neuen Einstellungen mit dem Befehl M500 speichern.

An meinen 3D-Drucker sende ich den Befehl M92 E386.51 und speichere den Wert mit M500 ab. Danach frage ich die neuen Einstellungen noch einmal mit M501 ab, um zu kontrollieren, ob alles geklappt hat.

Überprüfung der Kalibrierung

Falls du deine Kalibrierung überprüfen möchtest, kannst du erneut Filament extrudieren und die geforderte mit der tatsächlichen Längen vergleichen. Wenn die Längen identisch sind, ist die Kalibrierung abgeschlossen, falls nicht, wiederhole die Kalibrierung.

Fazit

Wie du siehst, ist die E-Steps Kalibrierung schnell durchgeführt. Du kannst also relativ schnell und ohne viel Aufwand die Präzision deines 3D-Druckers erhöhen.

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