Maîtriser le réglage PID de l'imprimante 3D : Guide complet de calibration

Obtenir des impressions 3D de haute qualité nécessite une imprimante bien fonctionnelle et une version logicielle compatible.

Votre choix de filament fait aussi la différence car il doit être approprié à vos besoins d'impression.

Calibration PID

L'étape cruciale avant d'imprimer est d'obtenir les bonnes valeurs PID de votre imprimante 3D.

L'objectif principal de la calibration PID (ou réglage PID) est d'ajuster la réaction du contrôleur PID aux changements de consigne et de minimiser la variabilité de l'erreur de contrôle.

En d'autres termes, les réglages PID aident les contrôleurs PID à maintenir les valeurs de processus mesurées à un point de consigne ou valeur désirée.

Si vous contrôlez les variations de température de la buse et du plateau, vous augmenterez la qualité d'impression.

Réglage PID imprimante 3D. Qu'est-ce que c'est exactement ?

L'avancement technologique comme le firmware Marlin se distingue dans le contrôle thermique des imprimantes 3D. Il élimine le besoin de contrôler les températures de la buse et du plateau en allumant/éteignant le chauffage.

Au lieu de cela, il utilise une approche d'ajustement de puissance variable pour un contrôle de sortie plus intelligent et précis.

PID signifie Proportionnel, Intégral, Dérivé. Le réglage PID contrôle comment votre imprimante gère les ajustements de température du plateau chauffant et de l'extrudeur (buse chaude).

Si vous réussissez le réglage PID, ces paramètres permettent à la buse et au plateau de profiter d'une température plus constante et stable.

Une température stable optimale permet aux éléments chauffants de fonctionner au mieux, améliorant ainsi la qualité d'impression.

Qu'est-ce qu'un réglage PID ?

Les imprimantes 3D fonctionnent par composants chauffants. La buse et le plateau chauffant sont les deux éléments chauffants les plus reconnaissables.

La chaleur produite par la buse et le plateau a besoin de nouvelles valeurs PID dès qu'elle devient instable et incohérente.

Vous êtes alors appelé à utiliser la technologie PID pour stabiliser la température des éléments chauffants.

Que signifient P, I, D ?

Proportionnel (P) représente le ratio de la température réelle à la température demandée.

Intégral (I) représente la valeur d'erreur notée en comparant les températures réelle et attendue du processus de chauffe.

Dérivé (D) désigne la vitesse à laquelle la température réelle monte au-dessus ou descend en dessous de la température demandée.

Comment fonctionne le chauffage PID ?

Le panneau de contrôle de la machine du firmware accepte les valeurs P, I et D. En d'autres termes, vous pouvez manipuler ces trois valeurs pour démarrer l'auto-réglage PID.

L'algorithme calcule comment votre imprimante doit chauffer l'élément chauffant.

Comment calibrer mon PID pour l'impression 3D ?

Si votre imprimante subit de nombreuses variations de température de la buse et du plateau, vos impressions se retrouvent avec des artefacts, lignes et autres problèmes.

La meilleure façon de prévenir les variations de température est de faire l'auto-réglage PID.

La plupart des imprimantes ont un logiciel comme Marlin incluant la fonction « PID autotune finished ». C'est un onglet indiquant la fin du réglage PID.

Si vous calibre manuellement, suivez une commande logicielle pour régler la température de la buse.

Le firmware envoie des commandes G-code permettant à la machine d'obtenir les mêmes résultats qu'une imprimante automatisée.

Si vous utilisez les imprimantes Prusa originales, vérifiez votre version via le menu aide. Mettez fréquemment à jour votre logiciel.

Avant de calibrer, assurez-vous de relever légèrement votre buse à 10 cm du plateau. Allez au menu principal.

Sélectionnez l'onglet calibration PID. Choisissez la valeur de température de buse que vous utilisez le plus souvent.

L'imprimante lancera alors la calibration PID automatiquement. À la fin, la température de la buse montera et descendra quelques fois, généralement en cinq cycles.

Après les cinq cycles de variations, les températures se stabilisent et vous pouvez commencer l'impression 3D.

Comment faire un réglage PID du plateau d'imprimante 3D ?

Pour calibrer ou régler le PID d'un plateau, utilisez un logiciel pour envoyer des commandes G-code au firmware. OctoPrint et Pronterface peuvent transmettre des G-codes.

Premièrement, lancez la commande M303 dans le terminal G-code du logiciel. Cela accède au firmware.

Deuxièmement, récupérez et entrez les valeurs calibrées, puis sauvegardez les réglages PID. L'auto-réglage PID et la sauvegarde éliminent le besoin de répéter l'auto-réglage.

Le terminal donne une alerte « PID autotune start » au lancement. Le signe signale le début du processus qui durera quelques minutes.

Valeurs PID

• M303 : commande principale déclenchant la calibration d'auto-réglage PID
• S60 : température requise du plateau chauffant
• C10 : nombre de cycles de fluctuation de température avant stabilisation
• U1 : remplacement automatique des températures existantes par les nouvelles valeurs
• À la fin, sauvegardez les nouvelles valeurs. Le firmware conserve les réglages PID pour usage ultérieur.

Comment utiliser l'auto-réglage PID ?

Démarrez l'auto-réglage avec les signaux start/stop. Laissez le processus tourner pour compléter l'expérience de réponse en fréquence.

Ensuite, transférez les valeurs réglées du bloc vers votre contrôleur PID.

Processus étape par étape pour démarrer l'auto-réglage

• Entrez une hystérésis selon le bruit du PV. Commencez à 1,0 %.
• Mettez le mode imprimante sur auto-réglage
• L'ajustement du SP doit mener à une valeur PID légèrement supérieure ou inférieure au PV
• Sélectionnez la méthode de contrôle : PI ou PID
• Appuyez sur « Start tuning »

Combien de temps prend l'auto-réglage PID ?

Si vous supposez un temps de retard de 4 minutes, le régulateur PID prendra 20 minutes. Un retard de plus quelques minutes dans d'autres méthodes fait prendre longtemps, même des heures.

Cependant, l'auto-réglage de Marlin prend environ 5 minutes, même pour 6 cycles. Regardez l'écran LCD : les températures montent au-delà du point de consigne, puis redescendent progressivement.

Elles fluctuent quelques fois. À la fin, on obtient des constantes précises pour P, I, D dans l'équation. Ces constantes sont généralement notées KP, KI, KD.

Comment faire un réglage PID dans Marlin ?

Pour régler le PID dans Marlin, confirmez d'abord la version de Marlin de votre imprimante. Il y a Marlin 1.x ou 2.x. Cela assure l'utilisation des bonnes commandes pour la version spécifique.

Connectez votre terminal G-Code au terminal firmware. Obtenez les bonnes commandes PID de votre fabricant de firmware.

Choisissez l'en-tête à régler, ex. E1. Choisissez le nombre de cycles de chauffe. Les cycles de chauffe sont le nombre de fois où l'imprimante chauffe l'élément vers et depuis la valeur cible.

Réglage PID Marlin buse chaude

• Entrez M303 E pour le numéro de chauffage et C pour le nombre de cycles avant d'envoyer via le terminal G-code
• Attendez que le terminal termine les cycles définis
• Entrez la commande M301, puis mettez P (valeur KP), I (valeur KI), D (valeur KD) représentant les constantes, et envoyez
• Finalement, envoyez M500 pour sauvegarder et retenir vos nouvelles valeurs dans la carte principale du firmware

Réglage PID Marlin plateau chauffant

• Connectez le terminal G-code à votre terminal firmware
• Identifiez la version Marlin
• Entrez E-1 pour Marlin 1.x et EBED pour Marlin 2.x
• Décidez du nombre de cycles ; plus de cycles = plus précis mais plus long
• Entrez M303 E, S, C représentant les commandes d'auto-réglage PID
• Une fois le cyclage terminé, mettez les valeurs P, I, D générées. Ce seront les constantes KP, KI, KD
• Entrez la commande M304, puis les constantes générées
• Finalement, envoyez M500 pour sauvegarder et stocker les nouveaux réglages dans la carte principale

Réglages PID Ender 3

Vous pouvez auto-régler votre Ender 3 avec le logiciel Pronterface. Il permet de contrôler votre imprimante depuis votre PC. Il faut un PC et un câble USB pour flasher le firmware.

Pour régler le PID Ender 3, ouvrez le logiciel. Le menu principal offre une zone pour choisir votre PORT et Baud Rate.

Notamment, l'Ender 3 a un Baud Rate de 115200 sauf indication contraire. Choisissez l'option pour votre imprimante et connectez.

Utilisez la fenêtre terminal pour envoyer M303 E0, S225, C10 pour démarrer le réglage PID. Il fera 10 cycles avant de terminer.

Il affichera l'alerte « PID Autotune Finished » à la fin. Puis choisissez les valeurs PID générées à utiliser.

Utilisez M301 pour entrer les nouvelles valeurs suivies de M500 pour sauvegarder et stocker les nouveaux réglages PID.

Réglage PID OctoPrint

• Le processus OctoPrint est similaire aux autres logiciels mais avec variations mineures. Ouvrez OctoPrint après avoir connecté le G-code au terminal firmware.
• Allez à l'onglet terminal.
• Cochez les cases « suppress message ».
• Entrez M303, E0, E230, C10 pour commencer l'auto-réglage
• Le tampon affichera les messages supprimés
• Après achèvement, entrez les nouvelles valeurs dans votre imprimante
• Sauvegardez et stockez les nouveaux réglages PID avec M500

Conclusion

Atteindre une haute qualité d'impression 3D reste l'objectif de tout utilisateur. Cependant, les changements brusques de température de la buse et du plateau sont préjudiciables à la qualité.

Le réglage PID régule et stabilise la température de la buse et du plateau.