Z-Offset, First Layer Height, Leveln, Verständnisfragen - 3D-Druck Forum (2024)

Hallo an alle ich hätte da mal so ein paar Fachfragen um etwas besser zu verstehen was warum passiert.

Also hier mal meine Annahmen zum Z Offset mit Bitte um Bestätigung,Erklärung,Wiederspruch.

Wenn man mit Autohome zum Z-Stop fährt wird diese Höhe zu Z=0. Levelt man dann vorsichtig mit der Papiermethode (unterstellt Papier 0,1mm dick) dann ist die Nozzle bei Z=0 ca 0,1mm über dem Bett und würde das Bett bei Z=-0,1 berühren.

Wenn ich jetzt mit 0,2 mm Layerdicke drucke geht die Nozzle für den ersten Layer auf Z=0,2 und ist somit beim drucken 0,3mm vom Bett entfernt. Stimmt das soweit?

Wenn ja müsste man also nach dem leveln mit der Papier Methode generell nochmal 0,1 näher ran oder einen permanenten Z- Offset von -0,1 setzen !?

Meine Erfahrung war (habe seit 2-3 Wochen einen Ender 3v2) dass mit sanften "Papierleveln" das Bett viel zu weit weg war und man eben hinterher nochmal "mit Gefühl" deutlich weiter ran muss. Es stand aber eben nirgendwo so klar, dass man eigentlich auf Z=0 und damit mit der Nozzle bis runter aufs Bett soll.

Nun habe ich in der Annahme, dass es dann perfekt wird mal nur mit Papier auf ganz leichten Nozzelkontakt gelevelt und dann mit dem Cura Plugin einen -0,1 Offset für Z gesetzt.

Das Ergebnis ist aber irgendwie unbefriedigend, ich drucke gerade Berge von XYZ Würfeln. Der Skirt sieht gut aus der erste Layer ist auch schick aber der Boden von Layer 2-4 hat Probleme bei der Füllung. Dort gibt es dann einen massiven Materialüberschuss, Layer 2 und 3 der Füllung schiebt und knetet massiv in der drunterliegenden Schicht rum und im 3-4 Layer bildet sich rundrum eine unschöne Wulst. Ab Layer 5 druckt er die Würfel dann relativ makellos durch.Hab schon den Flow auf 95 und drunter reduziert dann fehlts aber generell etwas man sieht schon den Infill durch die Seiten schimmern.

Jetzt frage ich mich warum ist das so theoretisch müsste es doch perfekt passen, First Layerheight 0,2mm + Papierabstand zum Bett 0,1mm minus den Offset 0,1mm wäre genau 0,2mm zwischen Bett und Nozzle für nen 0,2mm Layer.

Frage 2 wäre zum selben Thema und der Methode "First Layer Height" anpassen.

Nun ließt man manchmal man sollte diese erhöhen (zB Layerheight 2, Firstlayerheight 3) auch Cura selbst schreibt bei dieser Option dass "eine höhere first Layer height evtl die Druckbetthaftung erhöht" Warum das so sein soll erschließt sich mir aber nicht.

Anderseits ließt man auch genau das Gegenteil, man solle die Firstlayerheight runtersetzen da dann das Material weniger Platz hätte und besser breitgequetscht wird. Das unterstellt aber dass der Materialflow sich im ersten Layer nicht mit der Option anpasst und gleich bleibt. Ist das so?

Mir stellt sich die Frage, was genau bei dieser Option passiert. Passt sich der Flow und die Z Höhe automatisch an wenn ich die Firstlayerheight verstelle? Dann sollte eine Änderung eigentlich relativ neutral sein was die Druckbetthaftung angeht.

Danke für euren Input und viele Grüsse

Korrekt. Ich hab es noch nie anders gesehen - auch wenn es teilweise anders dargestellt wird.

Vorneweg, ich bein Theoretiker, Mathematiker oder Physiker, ich kann nur schreiben, wie ich es mir selber in Stundenlangen Versuchen zusammenreime. Das kann falsch sein, ich weiss es nicht.

Meine Erfahrung ist, dass bestimmte Drucker durchaus einen positiven Z Offset lieben. D.h. zB 0.1 mm, manchmal sogar 0.15 mm - also etwas höher eingestellte first layer. An anderer Stelle habe ich meine Meinung zu dem Thema schon hinterlegt, d.h. ich kümme mich schon lange nicht mehr um korrektes leveln wg einem guten first layer, sondern um ein korrektes leveln für den gleichmäßigen Abstand zwischen Bett und Nozzle. Das erledige ich übe einige Probedrucke miz unterschiedlichen Z Offsetwerten. Selbst wenn ich via Live Z bei meinem Caribou einen guten Wert gefunden habe, dann konnte ich bei bestimmten Filamenten immer noch 0.05 oder sogar 0.1 mm dazugeben.

Ui... da wäre interessant zu wissen, welche Drucker Du meinst. Sicherlich keinen einzigen, der einen physischen Sensor besitzt. Ein positiver Z-Offset (der eigentlich nur ein Teil des gesamten Sensoroffsets in X, Y und Z Richtung ist) bedeutet, dass die Düse VOR dem Sensor das Bett berührt und man definitiv etwas bei der Montage falsch gemacht hat. Der Z-Offset ist also bei Druckern mit physischem Sensor, egal ob BLTouch, kapazitiver oder induktiver Näherungssensor, oder sonstigen Berührungssensoren IMMER negativ. Es geht gar nicht anders.

Der Z-Offset kann sich zwar auch materialabhängig ändern, aber positiv wird er dadurch nicht.

Und zur Erklärung des Eingangspost:

Z=0 ist eigentlich der in der FW hinterlegte Nullpunkt, bei dem die Düse den optimalen Abstand zum Bett hat. Es gibt Leute, die setzen die Düse tatsächlich auf dem Bett auf. Damit stimmt der Nullpunkt in der Firmware mit dem physischen Abstand zwischen Düse und Bett überein. Kann man machen, allerdings halte ich davon nichts, denn kein Bett ist auf der gesamten Fläche 100%ig eben. Das bedeutet, an jedem x-beliebigen Punkt auf dem Bett müsste die Düse exakt auf dem Bett aufliegen und weder höher, noch tiefer stehen. Da die Hersteller selbst Toleranzen von bis zu 0.2mm auf der Bettfläche angeben, kann es in der Praxis sein, dass die Düse bei einem physischen Nullpunkt an einer Stelle um bis zu 0.2mm tiefer, aber auch höher sein kann.

Bei einer Schichthöhe von 0.2mm kann sie also auf 0 oder aber auch auf 0.4 stehen. Bei Schichthöhen unter 0.2mm verringert sich dann zwar der Abstand nach oben hin, aber logischerweise wäre sie dann im unteren Bereich bereits im Bett vergraben.

Ein Leveln auf Papierstärke, was eben einen physischen Abstand von bis zu 0.1mm auf dem Firmware Nullpunkt (Z=0) ergibt, hebt die Düse in einen Bereich an, der bei nahezu 100% aller Drucker problemlos funktioniert. Also ist da schonmal nichts falsches dran, auch wenn die erste Schicht dann bei einer Layerhight in einer Range von >0.2mm bis 0.3mm beginnt. Nach unten und nach oben hin natürlich entsprechend des "gelevelten" Abstands.

Der Sensoroffset hat damit nur bedingt zu tun. Er kann ein Vorteil oder auch ein Nachteil sein.

Unabhängig des manuell eingestellten Abstands zwischen Düse und Bett und der daraus resultierenden tatsächlichen Höhe der ersten Schicht, misst der Sensor den physischen Nullpunkt des Betts unterhalb der Düse. Und zwar genau in dem Abstand, indem er unterhalb der Düse montiert ist. Sind das 2mm, dann muss der gesamte Druckkopf um 2mm gesenkt werden um den oben angegebenen Druckabstand zu erreichen. Daher ist der Z-Offset IMMER negativ in Verbindung mit einem herkömmlichen Sensor. Ausnahme könnte die Messung mit der Düse sein - Stichwort: Sensorless, aber da kann ich nichts zu sagen.

Da es ein Sprichwort gibt, was da lautet: Wer viel mißt, mißt Mist....kann es eben auch sein, dass der Sensor-Offset in Z-Richtung nicht exakt den montierten und gemessenen 2mm entspricht, sondern teils um einige Hunderstel höher oder niedriger einzustellen ist. Dafür kontrolliert man eben während des Drucks die erste Schicht und stellt den Z-Offset auf die Begebenheiten ein. So kommen Werte von -2.34 oder -1.98 oder ähnlich zustande.

Am Ende ist der Sensoroffset in der Lage, den manuell gelevelten Abstand zwischen Düse und Papier noch auf Hunderstel zu korrigieren. Man kann also den Z-Offset dazu missbrauchen, die Düse ohne manuelles Eingreifen an den Bettschrauben zu senken oder zu heben. Das ist der einzige Vorteil eines Z-Offsets. Ansonsten hat er keinen weiteren Einfluss auf das manuelle Leveling mittels Bettschrauben. Vorraussetzung ist hierbei aber, dass der Drucker über optische Endstops verfügt oder den Sensor selbst als Z-Endstop nutzt. Hat er mechanische Endstops, bilden die eine Sperre um die Düse nicht über den Firmware Nullpunkt hinaus ins Negative fahren zu lassen und somit nutzt die Anpassung des Z-Offset höher ins Negative nichts, weil der Kopf eben nicht tiefer kann als die Endstops es erlauben. Hier kann man lediglich den negativen Offset etwas Richtung Null angleichen, den Kopf also anheben. Allerdings bleibt der Z-Offset auch hier negativ vom Wert her.

Der Themenstarter spricht mir ja sowas von aus dem Herzen. Ich muss zugeben das ich mich mit dem Papier als Levelmaß immer schwer getan habe, weil für mich logisch ist und damit außer Frage stand das Z0 der Z-Wert ist bei dem die Düse genau keinen Abstand zum Bett hat. Ich hab mich auch gefragt wieso scheinbar niemand einen Spion verwendet, da steht im Gegensatz zu Papier auch die Dicke drauf und es wurde auch einer mit dem Drucker geliefert. Aber gut, ich habe es hingenommen und es hat ja auch funktioniert. Als dann nicht mal mehr PLA auf dem Bett haften wollte, musste ich da nochmal ran.

Mittlerweile weis ich das der Abstand zwischen Düse und Bett wahrscheinlich schon immer zu gering war. Ich hatte den Sensoroffset soweit vergrößert bis Haftung entstand. Der 0,2mm Spion ließ sich jedoch nie bei angefahrenem Z0,2 einschieben. Folge war eine immer sichtbar hervorstehende erste Schicht.

Ich level heute so das bei angefahrenem Z0,2 ein 0,2mm-Spion saugend zwischen Bett und Düse passt. Das ist für mich logisch nachvollziehbar und die erste Schicht ist damit immer so hoch wie programmiert. Ein (zumindest bei Klipper permanent) aktives mesh verhindert Kollisionen auch bei Z0,02mm.

Viele Grüße, Kay

Also ich sehe das etwas anders. 0,1 mm sind nicht besonders viel und ein 3D-Drucker ist ja kein völlig steifes Gebilde wie vielleicht eine hochgenaue Werkzeugmaschine. Das Heizbett ist in der Regel gefedert und gibt schon deshalb nach. Wenn man mit einem dünnen Papier levelt, z.B. Kassenbon und darauf achtet, dass das Papier schon mit einem gewissen Widerstand durchgezogen werden muss, dann kann man erstens sicher sein, dass nicht etwa Filamentreste eine falsche Höhe vortäuschen (Düse muss natürlich auf Temperatur sein, ebenso das Bett) und zweitens steht die Düse dann etwas unter Vorspannung. D.h. wenn man dann das Papier herauszieht, dann wird die Düse mehr oder weniger exakt auf dem Druckbett aufsetzen. Dann gilt in etwa Z=0, man braucht dann nichts mehr hinzuaddieren oder abziehen. Die erste Schicht wird dann mit der vorgesehenen Layerhöhe gedruckt, ich nehme immer 0,3mm. Wenn ich dann nach dem Druck die Skirt-Bahnen abziehe und an verschiedenen Stellen deren Dicke messe, dann liegt das normalerweise relativ nahe bei 0,3mm. Das ist für mich die Bestätigung, dass richtig gelevelt wurde. Man bekommt relativ schnell ein Gefühl, wie groß der "Widerstand" des Papiers beim Leveln sein muss. So mache ich es jedenfalls.

Grüße DIY_Fan

Das ist alles richtig. Wenn aber ein Sensor mit ins Spiel kommt, gibt es eben noch den Z-Offset. Und wenn der z. B. auf 0 oder einem Wert steht, der das akribische Leveln mittels Kassenzettel obsolet macht, weil die Düse dann trotzdem zu hoch steht, kann man leveln bis man die Bettschrauben rausgedreht hat.

Jeder hat für sein Leveling eine Vorgehensweise, die für ihn passt. Kassenzettel, Notizzettel, Fühlerlehre, Augenmaß. Ist alles recht und billig. Am Ende, ist ein Sensor im Spiel, muss man unabhängig vom Leveling darauf achten, dass man den Z-Offset möglichst genau auf den gewünschten und vorher festgelegten Abstand des manuellen Levelings bringt.

Ein probates Vorgehen könnte sein, nach einem Homing (denn dann steht die Düse im Abstand Firmware-Safe + manuelles Leveling + Z-Offset) die Düse auf Z=0 zu fahren. Und von dort aus den Z-Offset, wenn er über das Display des Druckers einstellbar ist (was im Marlinmenü definitiv geht) so weit ins Minus zu fahren, bis an der Stelle der Abstand zwischen Düse und Bett eben genau den Abstand des vorherigen manuellen Levelings erreicht hat.

Eine andere Möglichkeit wäre, den Abstand des manuellen Levelings wertmäßig zu ignorieren und es lediglich als Nivellierung der Ecken des Betts anzusehen und während eines Drucks die Düse über den Z-Offset so weit zu senken, bis die gedruckte Schicht den eigenen Bedürfnissen entspricht.

Schwieriger wird es, wenn der Sensor nur für die Mesh Messung da ist und nicht den Z-Endstop übernimmt. Hat man dann keine optischen Endstops, die es zulassen die Z Achse auch ins Minus zu fahren, kann man den Z-Offset theoretisch auf -10cm einstellen, denn tiefer als an die mechanischen Z-Endstops kann die Düse nicht fahren. Hier muss man dann doch etwas sorgfältiger die Z-Endstops positionieren und mittels der Bettschrauben den Abstand herstellen. Aber ebenso sorgfältig muss man dann den Z-Offset einstellen, oder aber auf ein Mesh-Bed-Leveling verzichten. Denn ein Sensor in Verbindung mit mechanischen Z-Endstops hat eine fixe Höhe in der FW eingetragen und hebt das Mesh exakt auf diese Höhe an.

Es gibt dafür zwar eine Funktion in Marlin, die den Sensorabstand selbstständig ermittelt (G30 - Single_Z_Probe), aber die habe ich bisher nur am Ortur Obsidian als Bestandteil des Bed-Levelings (integriert in der Display-FW) gesehen. Ansonsten muss man die manuell ausführen. Aber vorsicht: Nur bei Sensoren in Verbindung mit optischen oder mechanischen Endstops auf Z. Sonst hat der Druckkopf keine unterste Referenz. Im Idealfall hat man dann anschließend noch während des Drucks die Baby-Steps zur Verfügung.