# 这个3D打印机振纹计算器如何估算加速度
3D打印件上的振纹和重影是机械振动的可见回响。它们通常表现为尖锐转角、浮雕文字、孔洞或填充方向突变后出现的重复波纹。打印机到达转角，运动系统改变方向，储存在皮带、导轨、框架构件、电机支架、工具头板和热床支撑件中的能量在指令已经继续执行后仍在振荡。该计算器将最重要的第一阶变量 - - 运动质量 - - 转化为保守的加速度建议。起点是牛顿力学：a = F / m。步进电机和皮带系统在扭矩下降、皮带拉伸、滑轮打滑或丢步之前只能产生有限的水平力。计算器采用保守的NEMA 17级力假设，将所选运动质量转换为千克，计算理论加速度上限，然后应用结构安全系数。该系数有意从理论极限中扣除20%到30%，因为真实打印机不是刚性实验室轴系。 20-30% 理论力极限的安全缩减
a = F / m 核心质量与加速度关系
3-24 mm/s jerk或方角速度的输出范围
这是一个保守的起点，而非输入整形的替代方案
Klipper输入整形、加速度计测量和打印振纹塔可以允许比仅基于质量的估算更高的加速度。使用此计算器避免不合理的初始值，然后通过实际运动测试验证。
# 在笛卡尔、CoreXY和三角洲打印机上哪些质量更重要
打印机并非总是在每个轴上都加速相同的部件。在笛卡尔悬臂机上，X轴通常移动工具头，而Y轴移动热床、加热器、磁性板或玻璃板、夹具、打印件，有时还包括线链。由于Y轴热床质量可能主导振纹，此计算器将工具头与热床负载系数进行比较，并使用较重的有效组作为限制运动质量。在CoreXY打印机上，热床通常只在Z轴上移动，因此X/Y振纹主要由工具头、龙门滑车、皮带路径以及两个电机共享的皮带力驱动。计算器对CoreXY略微增加工具头质量，因为皮带路径和滑车结构使电机力的传递不如单一直线X皮带直接。在三角洲打印机上，运动效应器很轻，但三个塔架共享方向变化，因此计算器将效应器视为主要惯性负载，并保持结果保守。| 运动学类型 | 计算器强调的质量 | 为何重要 |
|---|---|---|
| 笛卡尔悬臂机 | 工具头或折减后的热床质量，取较大值 | Y轴热床可能比打印头重得多，可能激发框架摆动。 |
| CoreXY | 带皮带共享系数的工具头质量 | X/Y运动由两个电机和通过龙门的较长皮带路径产生。 |
| 三角洲 | 带三角洲系数的效应器质量 | 效应器很轻，但方向变化通过三个塔架耦合。 |
测量悬臂机加载后的热床质量
对于笛卡尔Y轴热床，包括打印平台、加热板、磁性板、夹具、PEI板、玻璃（如使用），以及如果您通常高速打印大件时的代表性打印件。真正的振纹负载是改变方向的质量。# 加速度、Jerk和方角速度相关但不完全相同
加速度限制速度随时间变化的快慢。在切片器和固件调优中，较高的加速度可以缩短转角处的减速时间，使填充、移动行程和短线段打印更快。它同时也增加了对电机和皮带的需求力。当加速度对于运动质量和框架刚度过高时，打印机可能丢步、产生更刺耳的电机噪音，或在特征后出现振纹。经典的Marlin jerk是一个以毫米每秒表示的方向变化阈值。它控制规划器在应用加速度限制之前允许的瞬时速度变化量。Klipper使用square_corner_velocity（常缩写为SCV）表示类似的转角速度概念。单位同样是毫米每秒，但规划模型不同。这就是为什么当选择Klipper时，此工具会更改输出标签，而不将该值称为jerk。加速度
主要的速度-力限制。决定打印机在速度变化期间推动质量的强度。
- mm/s2
- 提高电机力需求
- 对振纹影响显著
Marlin jerk
Marlin风格规划器使用的转角过渡阈值，用于避免对非常小的速度变化进行减速。
- mm/s
- 固件特定行为
- 过高可能使转角生硬
Klipper SCV
Klipper用于模拟通过方向变化的转角速度的方角速度。
- mm/s
- 在此工具中显示为SCV
- 通常与输入整形配合调优
固件术语很重要
如果您将结果复制到Klipper，请使用
square_corner_velocity。如果复制到Marlin设置，请使用jerk相关字段，如X jerk和Y jerk。计算器保持数值结果保守，但根据所选固件进行标记。# 结构刚性如何改变安全系数
两台具有相同工具头质量的打印机可能因为框架和运动系统储存的能量不同而需要不同的加速度。轻质悬臂热床、松动的V型轮、长无支撑杆、薄壁打印电机支架和柔性工具头板都会降低可用加速度。具有线性导轨、短皮带跨度、刚性惰轮组和紧凑工具头的加强铝框架可以在相同质量产生可见振纹之前承受更高的加速度。因此，刚性选择器并非装饰性的。低刚性应用最强的缩减，中刚性代表典型维护良好的桌面打印机，高刚性保留了更多理论力极限。即使是高设置也仍然保留缩减，因为皮带拉伸、电机扭矩随速度下降、电流限制、微步进和滑轮抓力阻止真实机器可靠地使用完整的理想F / m数值。| 刚性设置 | 典型打印机状态 | 计算器行为 |
|---|---|---|
| 低 | 松动轮子、高框架、柔性热床支撑、重型直接驱动改装 | 最保守的加速度和较低的过渡速度。 |
| 中 | 原装或调优的桌面打印机，运动部件合理紧固 | 日常调优的平衡缩减。 |
| 高 | 刚性CoreXY、加强框架、线性导轨、紧凑工具头、已验证的皮带 | 更高加速度，同时保留丢步余量。 |
在计算器结果之后提高加速度
优点
- 较高的加速度可以在具有许多短行程的小零件上减少打印时间。
- 刚性框架和输入整形可以支持比简单质量估算更高的限制。
- 以受控增量进行测试可以显示质量开始下降的点。
缺点
- 相同的增加可能使字母、孔洞和转角周围的振纹更明显。
- 松动的滑轮、皮带或热床安装可能使即使是适度的加速度也表现不佳。
- 直接跳到非常高的数值可能导致丢步和令人困惑的伪影。
# 阅读结果表格
推荐加速度是复制到固件或切片器配置文件中的主要数值。它以毫米每平方秒表示。理论上限单独显示，以便您可以看到安全系数和目标速度惩罚移除了多少余量。理论与推荐之间的较大差距是正常的，因为计算器是为打印质量调优而设计的，而不是用于寻找绝对的丢步极限。有效运动质量是计算器认为对X/Y振纹最重要的质量。在悬臂机上，这可能受热床而非打印头影响。在CoreXY或三角洲上，它通常更接近工具头或效应器值。限制运动组告诉您运动学结构的哪一部分在驱动估算，这在决定是否减轻工具头、更换热床板、加固框架或仅在固件中降低一个轴时非常有用。- 有效运动质量
- X/Y运动系统在方向变化期间必须反转的估计惯性负载。
- 理论上限
- 在安全和刚性缩减之前，根据假定电机力预测的加速度。
- 安全系数
- 低于1.0的乘数，用于保留扭矩和刚度余量以减少丢步和振纹。
- 振纹风险
- 基于加速度和质量所隐含的力冲量的定性指标。
- SCV
- Klipper方角速度，一个以毫米每秒表示的转角速度参数。
结果解读检查清单
将推荐加速度用作第一个固件或切片器限制。
对Klipper使用SCV，对Marlin风格的配置使用jerk。
如果有效质量由热床驱动，首先在笛卡尔打印机上降低Y加速度。
如果结果感觉偏低，在简单地提高数值之前检查松动的机械部件。
使用振纹塔、尖锐转角测试或加速度计输入整形测量进行验证。
# 减少重影而不损失太多速度的实用工作流程
从真实的质量值开始。称量打印头组件、风扇、探针、挤出机、打印外壳、电缆应力释放件以及任何工具头板。对于热床，包括所有在Y轴上移动的部件。如果不方便称重，使用Ender风格和Voron风格的预设作为合理的占位值，稍后再优化结果。预设刻意采用普通值，而非最佳情况的营销数值。将计算器结果应用到固件或切片器限制中，然后以目标速度打印一个带有尖锐文字、垂直孔洞和方角的小物件。在每个转角后以恒定距离重复的振纹表明机械共振。如果振纹改善但打印时间变得不可接受，以小步长（例如每次10%）提高加速度。如果即使在推荐值以下振纹仍然强烈，检查皮带松弛、滑轮紧定螺丝松动、移动电缆、柔性热床弹簧、磨损轮子、导轨预紧问题或打印头晃动。- 在改变固件前测量或估算工具头和热床质量。
- 选择与X/Y运动架构匹配的运动学类型。
- 对于带有重型直接驱动头或明显柔性框架的改装悬臂机，使用低刚性。
- 仅在皮带、滑轮、导轨和框架螺丝已经验证时使用高刚性。
- 使用固件选择器将生成的文本复制到Klipper或Marlin中。
- 打印验证模型并比较振纹距离和振幅，而不仅仅是表面光泽。
- 单独调优压力提前，因为转角凸起可能与振纹混淆。
- 在固件支持的情况下，对最终高速设置使用输入整形。
为什么减轻质量很强大
加速力与质量成正比。从工具头上移除100克可以产生与增加电机力或降低加速度需求相同的一阶效果。这就是为什么紧凑工具头、更轻的风扇、更短的风道和远程驱动挤出机可以在应用任何固件技巧之前改善振纹行为。
# 设置加速度和Jerk时的常见错误
最常见的错误是根据从另一台打印机复制的一个数值进行调优。Voron、Ender、Prusa风格悬臂机、三角洲和封闭定制CoreXY都可以以150 mm/s打印，但它们的安全加速度可能相差数倍。仅打印速度不能定义运动应力。短特征很少达到全速，因此加速度和转角参数通常比名义切片器速度更能控制表面质量。另一个错误是将jerk或SCV视为隐藏不良加速度设置的方法。非常高的过渡值可以使转角在运动中看起来更锐利，但也可能向框架注入突然的方向变化并产生回响。非常低的值会使打印机在转角处变慢且圆润。最佳结果通常来自合理的加速度限制、适中的转角速度、紧固的皮带、机械紧凑的轴、压力提前以及可用的输入整形。不要使用零或负质量
零质量使物理定义不明确，因为来自
F / m的加速度会趋近无穷大。界面会阻止荒谬的值，计算也会钳制输入以保持结果可用。 | 症状 | 可能的运动设置问题 | 机械检查 |
|---|---|---|
| 转角后重复波纹 | 加速度对质量和刚度过高 | 皮带、框架螺丝、工具头晃动、输入整形。 |
| 快速移动时层偏移 | 加速度或jerk/SCV过于激进 | 滑轮紧定螺丝、电机电流、皮带齿啮合。 |
| 转角圆润且小特征缓慢 | 加速度或转角速度过低 | 规划器限制、切片器最小层时间、压力提前。 |
| X和Y上的振纹不同 | 一个轴具有更高的运动质量或更低的刚度 | 热床质量、导轨预紧、皮带路径、龙门方正度。 |
# 导出值到Klipper或Marlin
复制按钮生成纯文本，以便将结果粘贴到打印机配置备注、Klipper的printer.cfg部分或Marlin调优记录中。对于Klipper，输出使用max_accel和square_corner_velocity。对于Marlin，输出使用加速度和X/Y jerk风格的值。将复制的块视为起始配置，然后如果您的固件文件使用特定于板或版本的格式，请调整名称。如果您的打印机支持每轴加速度，笛卡尔悬臂机通常受益于比X更低的Y加速度，因为热床更重，并且打印件在工作期间增加质量。CoreXY打印机通常使用共享的X/Y加速度值，但个别机械故障仍可能使一个方向更强烈地振纹。三角洲打印机严重依赖塔架刚度和效应器重量，因此基于加速度计的验证尤其有价值。安全调优顺序
根据质量和运动学计算保守的加速度和转角速度。
将生成的Klipper或Marlin文本作为起点应用。
以目标速度打印振纹测试件并比较尖锐特征。
以小增量提高或降低加速度，同时做好记录。
在机械基线稳定后运行输入整形或共振补偿。