Memperbaiki Motor Stepper Printer 3D: Panduan Langkah demi Langkah

Meskipun saya pikir saya mengenal printer 3D, selalu menakutkan ketika mesin gagal karena masalah perangkat keras yang potensial. Berbeda dengan mengubah pengaturan yang tidak jelas di slicer, jantung saya cenderung berdetak kencang ketika saya menangani bagian mekanis dan listrik.

Sebab atau nanti, Anda akan harus menangani motor stepper yang tidak berfungsi dengan benar. Jika Anda seperti saya, Anda tentu lebih suka melakukan riset sebelum mencoba hal yang berpotensi tidak dapat diubah kembali. Meskipun kita akan menelusuri setiap penyebab lebih dalam, berikut adalah penyebab paling umum dari motor stepper yang tidak berfungsi dengan baik.

Motor stepper printer 3D mungkin tidak berfungsi karena arus listrik yang tidak mencukupi, kehilangan kontinuitas pada kabel atau konektor, atau driver motor stepper atau papan kontrol yang rusak.

Tentu saja, ringkasan singkat ini tidak sangat berguna ketika datang untuk menyelesaikan masalah Anda saat ini, jadi mari kita mulai!

Cara Memperbaiki Motor Stepper yang Tidak Bergerak

Quando datang untuk masalah yang terkait dengan perangkat keras yang tidak berfungsi, jalur yang direkomendasikan untuk menyelesaikannya selalu akan dari solusi yang paling sederhana ke yang paling rumit yang mungkin. Tidak ada gunanya memeriksa pengaturan firmware atau memodifikasi konfigurasi canggih printer kita jika kita tidak terlebih dahulu memverifikasi bahwa mesin menyala. Meskipun terdengar bodoh, sebagian besar masalah biasanya diselesaikan melalui pemeriksaan yang hampir trivial dan sangat dasar. Saat menangani motor stepper, ini bukan pengecualian dari aturan tersebut.

Sebelum kita mulai menelusuri masalah yang tidak mengizinkan motor bergerak, saya akan bertanya pada Anda: apakah masalah ini disebabkan oleh motor stepper itu sendiri?

Banyak pengguna tidak mengetahuinya (dan mengapa seharusnya mereka mengetahui?), tetapi firmware printer 3D diatur untuk mencegah motor ekstruder bergerak ketika hotend dingin. Itu berarti sebelum Anda mencoba memindahkannya, Anda harus memanaskan hotend ke suhu di atas minimum (saya merekomendasikan 200 derajat, untuk keamanan).

Sekarang setelah kita sadar akan hal ini, mari kita coba perbaiki motor yang mengganggu ini!

Motor stepper tidak menerima arus listrik

Pertama-tama, Anda harus memeriksa bahwa motor menerima arus listrik. Untuk itu, Anda tidak perlu multimeter atau alat tertentu, cukup nyalakan printer dan coba gerakkan motor dari menu.

Pada printer tipe Marlin, pilih "Prepare" -> "Move axis" dan pilih sumbu motor yang tidak berfungsi. Pesan gerakan yang cukup panjang, seperti 150 mm di sumbu X/Y, atau 100 mm di sumbu Z. Jika selama gerakan Anda dapat memindahkan motor dengan tangan, berarti medan magnet tidak dihasilkan di dalam motor, yang diperlukan untuk operasinya. Karena medan dihasilkan oleh arus listrik, kemungkinan besar ini adalah masalah daya.

Periksa tegangan yang disuplai oleh sumber dengan multimeter. Beberapa printer berjalan pada 12V sementara yang lain membutuhkan 24V. Pembacaan harus stabil sepanjang waktu. Jika terminal sumber daya tidak menyampaikan tegangan yang diperlukan, komponen printer akan mulai gagal. Ganti sumber daya jika perlu.

Setelah dilakukan, pastikan bahwa soket koneksi motor terhubung dengan benar, dan verifikasi bahwa tidak ada pin yang lengket. Coba periksa kontinuitas setiap kabel menggunakan multimeter (video di bawah menunjukkan cara melakukannya). Gagal pada salah satu kabel akan mengakibatkan mesin tidak berfungsi dengan baik. Jika Anda menemukan kabel yang tidak lulus uji kontinuitas, ganti konektor.

Periksa papan driver motor stepper

Langkah selanjutnya dalam menemukan penyebab kegagalan adalah memverifikasi driver. Biasanya, digunakan Pololu A4988. Papan kecil ini mengatur daya motor stepper dan berfungsi sebagai penghubung antara papan kontrol dan motor stepper.

Coba pindahkan driver ke soket lain dan lihat apakah masalah dipindahkan ke mesin tempat Anda menghubungkan driver tersebut. Hati-hati saat menghubungkan driver, karena pinnya harus diarah dengan benar (cari pin "Enable" baik di driver maupun papan dan cocokkan). Menempatkannya terbalik akan menyebabkan driver atau papan kontrol terbakar.

Jika Anda menemukan bahwa masalahnya adalah driver, ganti dengan yang sama atau setara. Ada model yang lebih tenyang dan umur lebih panjang, tetapi jauh lebih mahal dari driver A4988.

Sekarang saatnya memeriksa papan kontrol. Printer 3D RepRap sering menggunakan kombinasi Arduino Mega + Ramps karena merupakan versi termurah dan paling andal yang bisa Anda dapatkan. Anda akan perlu mendapatkan papan lain untuk menguji apakah masalah masih terjadi.

Cara Memperbaiki Motor Stepper yang Berisik/Klik

Tingkatkan tegangan driver motor untuk mencapai torsi yang diperlukan

Saat motor stepper harus menghasilkan torsi yang sangat besar (lebih besar dari yang dapat dihasilkan), itu akan berhenti bergerak, tetapi medan magnet terus meminta poros motor untuk berputar. Ini dapat didengar sebagai satu atau lebih "klik" di dalam mesin.

Karena papan kontrol tidak memiliki umpan balik mengenai posisi ekstruder, pencetakan berlanjut seolah-olah tidak ada yang terjadi dan langkah "hilang". Ini menghasilkan perpindahan lapisan dalam objek, atau sektor tanpa filament yang tersetor ketika motor yang kehilangan langkah adalah motor ekstruder.

Penyebab paling umum dari kehilangan langkah pada sumbu gerakan adalah tegangan rendah yang diatur di driver motor. Untuk meningkatkan tegangan, driver memiliki potentiometer kecil di atas. Menggunakan obeng ujung keramik, putar potentiometer searah jarum jam. Pada saat yang sama, tegangan yang dihasilkan harus dibaca dengan multimeter.

Tegangan yang diperlukan bervariasi pada setiap printer, jenis motor stepper, dan beban yang diperlukan oleh motor. Motor sumbu Z dan ekstruder sering kali akan memerlukan tegangan lebih tinggi dari yang lain. Beberapa orang melakukan perhitungan untuk menentukan tegangan sesuai motor yang digunakan, namun berdasarkan pengalaman saya ini harus dilakukan secara empiris, meningkatkan nilai tegangan hingga operasi yang andal tercapai.

Penyebab umum lainnya

• Kurangnya pelumas di panduan: ini membuat gerakan memerlukan torsi yang lebih besar.
• Tegangan berlebih pada sabuk: sabuk menarik poros motor dengan kuat, sehingga membuatnya terlalu kencang. Sabuk harus relatif kencang, namun pastikan untuk tidak berlebihan.
• Suhu ekstruksi rendah: jika filament tidak cukup panas, itu tidak akan mengalir dengan lancar melalui hotend, menyebabkan tekanan yang diperlukan untuk ekstruksi meningkat. Menara suhu adalah uji terbaik untuk menentukan suhu cetak optimal.
• Kegagalan pendinginan barel: jika panas "naik" di sepanjang barel, itu menyebabkan filament menjadi lunak. Bagian atas filament harus berfungsi sebagai piston, jadi harus se dingin mungkin. Ketika ini gagal, motor dipaksa lebih banyak, mengarah pada kehilangan langkah dan terjadinya macet di nozzle. Menambahkan heat sink dan/atau kipas pendingin dapat membantu dengan masalah ini.
• Kecepatan yang diatur berlebihan: percepatan yang diperlukan dari mesin harus dalam kemampuannya. Ketika motor gagal memenuhi permintaan gerakan, itu kehilangan langkah. Sumbu X/Y paling terpengaruh oleh masalah ini.
• Backlash pada poros: jika sabuk terlasa longgar, atau sistem panduan memungkinkan sedikit backlash, langkah pertama dalam perubahan arah akan hilang, menyebabkan distorsi objek.
• Driver overload: Karena driver menangani arus yang sangat besar, mereka perlu mendissipasi jumlah besar panas. Untuk ini, heat sink aluminium biasanya ditempatkan pada chip utama driver. Ketika panas berlebih, driver mulai berfungsi tidak baik dan salah satu gejala paling sering adalah kehilangan langkah pada motor. Untuk menghindari itu, saya merekomendasikan menempatkan kipas pendingin yang mengarah langsung ke driver.

Pertanyaan yang sering diajukan lainnya

Dapatkah Motor Stepper terlalu panas?

Jika Anda menyentuh motor selama cetak yang sangat lama, Anda akan menyadari bahwa mereka dapat menjadi cukup panas. Ini terjadi karena sebagian daya yang dihasilkan oleh motor diubah menjadi energi mekanis dan sebagian hilang sebagai panas.

Kotak motor dan komponen internalnya diriset untuk menahan banyak panas, namun jika suhu maksimum terlampaui, mereka bisa rusak.

Suhu operasional maksimum motor stepper selalu ditentukan pada datasheet model spesifik. Meskipun nilai spesifik bervariasi cukup banyak, biasanya jatuh dalam rentang 70°C-100°C.

Sebagai pedoman umum, kita bisa mengatakan jika Anda tidak dapat menyentuh motor stepper, itu karena jelas terlalu panas. Meskipun ini relatif, ini adalah titik awal yang baik. Atur tegangan di driver pada titik tengah, di mana operasi seperti yang diharapkan tetapi tanpa meningkatkan suhu terlalu banyak.

Setelah Anda memiliki konfigurasi yang baik, saya merekomendasikan Anda untuk mencatat nilai untuk setiap motor stepper. Jika Anda perlu mengganti driver, Anda tidak perlu melakukan uji ini lagi.

Apakah Motor Stepper Memerlukan Pemeliharaan?

Motor stepper bebas pemeliharaan. Tidak perlu memasuki detail, namun berbeda dengan motor arus searah biasa, mereka tidak memiliki sikat atau bagian yang bersentuhan yang bisa aus. Cukup pastikan untuk menjaganya bebas debu dan kotor. Jika Anda menggunakan rambut kertas untuk meningkatkan adhesi sateh, pastikan untuk menutup semua bagian elektronik sebelum menyemburkannya.

Cara Mengganti Motor Stepper

Jika Anda sampai sini tanpa menemukan masalah, kemungkinan besar motor stepper sudah tidak berfungsi dan Anda perlu menggantinya. Untuk melakukannya, penting untuk Anda mengetahui bahwa penyebutan NEMA 17 (yang paling banyak digunakan dalam cetak 3D) hanya merujuk pada distribusi lubang bor berkait pemasangan. Dalam rentang mesin ini, ada banyak varian yang mungkin atau mungkin tidak cocok dengan spesifikasi yang Anda butuhkan.

Sebelum membeli motor baru, periksa dengan produsen printer untuk spesifikasi mengenai:

• Tegangan operasional
• Torsi
• Derajat rotasi untuk setiap langkah (jumlah langkah per revolusi)
• Tinggi motor (untuk memastikan sesuai di tempat yang sama dengan yang sebelumnya)

Periksa bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan teka-teki dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filament, atau upgrade mana yang harus didapatkan, karena kami tahu bahwa ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan yang umumnya mengarah pada banyak kebingungan.

Kami telah memilih sejumlah printer 3D yang kami anggap bagus untuk pemula serta menengah, dan bahkan para ahli, sehingga membuat keputusan lebih mudah, dan filament, serta upgrade yang terdaftar, semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sesuai keinginan.