ปรับระดับเตียงและชั้นแรก: Z-offset ที่ถูก และหน้าตาชั้นแรกที่ดี

งานพิมพ์ที่พังตั้งแต่สิบนาทีแรก เกือบทั้งหมดมาจากชั้นแรก (first layer) ชั้นแรกคือฐานของทุกชั้นที่ตามมา ถ้ามันไม่ติดเตียง หรือติดเป็นบางจุด ที่เหลือก็หลุด บทนี้ว่าด้วยสองเรื่องที่คนมักเข้าใจว่าเป็นเรื่องเดียวกัน คือ “ปรับระดับเตียง” กับ “ตั้งระยะหัวฉีด” และวิธีอ่านหน้าตาชั้นแรกให้เป็น

ตัวเลขในบทอ้างอิงเครื่อง FDM หัวฉีด 0.4 mm ความสูงชั้นแรก 0.2 mm ซึ่งเป็นค่าตั้งต้นของโปรไฟล์ส่วนใหญ่

สองเรื่องที่คนละเรื่อง

ปรับระดับเตียง (bed leveling) คือทำให้ระยะจากหัวฉีดถึงเตียงเท่ากันทุกจุด ซ้ายเท่าขวา หน้าเท่าหลัง ถ้าเตียงเอียง มุมหนึ่งจะถูกกดแบน อีกมุมจะลอย

Z-offset (บางเครื่องเรียก Live Adjust Z) คือระยะจริงจากปลายหัวฉีดถึงผิวเตียง ตอนเครื่องคิดว่าอยู่ที่ Z = 0 เตียงจะได้ระดับเป๊ะแค่ไหน ถ้าค่านี้ผิด ชั้นแรกก็ผิดทั้งแผ่น

เครื่อง auto leveling แก้ได้แค่เรื่องแรก เรื่องที่สองยังต้องตั้งเองเกือบทุกเครื่อง

แบบมือ: สกรูสี่มุมกับกระดาษ

เครื่อง bed-slinger ราคาประหยัดหลายรุ่นใช้สกรูสปริงสี่มุมใต้เตียง วิธีมาตรฐาน

1. ล้างเตียงและปลายหัวฉีดให้ไม่มีพลาสติกค้าง อุ่นเตียงและหัวฉีดถึงอุณหภูมิพิมพ์ก่อน เพราะโลหะขยายตัวเมื่อร้อน (เอกสาร Klipper เลือกทำตอนเย็นแทน ประเด็นคือทำที่อุณหภูมิเดียวกันทุกครั้ง)
2. สั่ง home แล้วเลื่อนหัวฉีดไปเหนือสกรูแต่ละมุม
3. สอดกระดาษ A4 หนึ่งแผ่น (หนาราว 0.1 mm) ระหว่างหัวฉีดกับเตียง หมุนสกรูจนกระดาษขยับได้แต่รู้สึกฝืดเล็กน้อย
4. ทำวนทั้งสี่มุมอย่างน้อยสองรอบ เพราะปรับมุมหนึ่งจะดึงมุมตรงข้ามด้วย แล้วเช็กกลางเตียงปิดท้าย

กระดาษให้แค่ “จุดเริ่ม” ที่ปลอดภัย ไม่ใช่คำตอบสุดท้าย เพราะแรงกดนิ้วแต่ละคนไม่เท่ากัน ค่าสุดท้ายต้องดูจากเส้นที่พิมพ์ออกมาจริง

แบบ auto: เซนเซอร์ทำอะไรให้บ้าง

เครื่องรุ่นใหม่ส่วนใหญ่มีเซนเซอร์วัดระยะเตียง เช่น เซนเซอร์แม่เหล็กเหนี่ยวนำ (inductive อย่าง PINDA), หัววัดแบบเข็มสัมผัส (BLTouch และตระกูลเดียวกัน) หรือ load cell ที่ใช้ปลายหัวฉีดแตะเตียงโดยตรง ก่อนพิมพ์ เครื่องจะวัดเป็นตารางจุด เช่น 3×3 หรือ 4×4 แล้วสร้างแผนที่ความสูงของเตียง (mesh) ระหว่างพิมพ์ชั้นแรกจะขยับแกน Z ตามแผนที่นั้น เตียงที่โก่งเล็กน้อยจึงยังพิมพ์ชั้นแรกสม่ำเสมอได้

สิ่งที่ mesh ทำไม่ได้

• ไม่รู้ระยะปลายหัวฉีดจริง เซนเซอร์ส่วนใหญ่อยู่ข้างหัวฉีด ไม่ใช่ที่ปลาย ระยะระหว่างจุดที่เซนเซอร์ทริกกับปลายหัวฉีดคือ Z-offset ที่ต้องตั้งเอง (ข้อยกเว้นคือแบบ load cell ที่วัดด้วยหัวฉีดเอง)
• ไม่แก้ปัญหากล เตียงที่หลวม สายพานตก หรือแกนเบี้ยว เอกสาร Klipper เขียนชัดว่า software correction ให้ผลไม่สมบูรณ์ ถ้าเตียงเอียงมาก ให้ปรับสกรูให้ใกล้ระดับก่อนแล้วค่อยให้ mesh เก็บส่วนที่เหลือ
• เซนเซอร์เพี้ยนตามอุณหภูมิ เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำหลายตัวทริกคนละความสูงตอนร้อนกับตอนเย็น Klipper แนะนำให้วัดที่อุณหภูมิเดิมทุกครั้ง และรอหลายนาทีหลังถึงอุณหภูมิ

ตั้ง Z-offset จากเส้นที่พิมพ์จริง

สั่งพิมพ์ชิ้นทดสอบชั้นเดียว เครื่อง Prusa มีเมนู First Layer Calibration ที่พิมพ์เส้นซิกแซกตามด้วยสี่เหลี่ยมตัน เครื่องอื่นใช้โมเดลสี่เหลี่ยมบาง ๆ ขนาดราว 30×30 mm สูงชั้นเดียว วางหลายชิ้นกระจายทั่วเตียง ระหว่างพิมพ์ปรับ Z-offset จากเมนูแล้วดูเส้นที่ออกมา

หน้าตาเส้น	แปลว่า	ทำอะไร
เส้นกลมเป็นสาย เห็นร่องระหว่างเส้นในสี่เหลี่ยม ลอกออกง่าย	หัวฉีดสูงไป	ลดหัวฉีดลง
เส้นแบนชนกันสนิท ผิวเรียบไม่มีร่อง ไม่มีสัน	พอดี	หยุด บันทึกค่า
มีสันนูนระหว่างเส้น ขอบสี่เหลี่ยมม้วนขึ้น เส้นบางจนโปร่งแสง	หัวฉีดต่ำไป	ยกหัวฉีดขึ้น

Prusa สรุปสั้น ๆ ว่าเส้นที่ดีคือ “ถูกกดแบน แต่ไม่ถูกบี้” บนแผ่นพิมพ์แบบผิวสาก (textured) เส้นที่สูงไปจะดูกลม เส้นที่ต่ำไปขอบจะม้วน

ตัวอย่างการจูน ตั้งต้นจากค่าที่ได้จากกระดาษ พิมพ์สี่เหลี่ยมทดสอบ เห็นร่องเล็ก ๆ ระหว่างเส้นทั่วทั้งแผ่น แปลว่าสูงไปเล็กน้อย

1. ลดหัวฉีดลง 0.05 mm พิมพ์ใหม่ ร่องหายเกือบหมด แต่มุมหนึ่งยังเห็นร่องจาง ๆ
2. ลดอีก 0.02 mm ร่องหายทั้งแผ่น ไม่มีสัน ลอกออกเป็นแผ่นเดียว ค่านี้คือค่าที่ใช้
3. ถ้าลดเกินแล้วเห็นสันนูน ถอยกลับ 0.02 mm

ที่ปรับทีละน้อยเพราะชั้นแรกสูงแค่ 0.2 mm การขยับ 0.1 mm คือครึ่งชั้น Klipper ใช้หน่วย “หลักสิบไมครอน” (0.01-0.05 mm) สำหรับงานนี้เช่นกัน

ตัวเลขในเมนูไม่มีความหมายข้ามเครื่อง เช่น Prusa บอกว่า Live Z ของเครื่องตัวเองมักอยู่ช่วง -0.400 ถึง -1.500 mm และต้องดูด้วยตา ไม่ใช่ตั้งตามตัวเลข เครื่องที่ใช้หัววัดแบบเข็มจะเป็นช่วงอื่น ถ้าเปลี่ยนหัวฉีด เปลี่ยนแผ่นพิมพ์ หรือถอดหัวพิมพ์ ให้ทำใหม่ทุกครั้ง แผ่นพิมพ์ผิวสากบางกว่าผิวเรียบ จึงต้องการค่าคนละค่า เครื่องที่มี steel sheet profile ให้บันทึกแยกแผ่น

ล้างเตียง ตัวการที่ถูกมองข้าม

ชั้นแรกที่หน้าตาถูกแต่ยังหลุด ส่วนมากไม่ใช่เรื่องระดับ แต่เป็นคราบมันจากนิ้วมือ จาก Prusa Knowledge Base

• IPA (isopropyl alcohol) 90% ขึ้นไป ใช้ประจำทุกครั้งก่อนพิมพ์ อย่าใช้แอลกอฮอล์ล้างแผลหรือเครื่องสำอาง เพราะมีน้ำมันและมอยส์เจอไรเซอร์ผสม
• น้ำอุ่นผสมน้ำยาล้างจานไม่กี่หยด ใช้นาน ๆ ครั้งเมื่อ IPA เอาไม่อยู่ เพราะ IPA ล้างน้ำตาลและไขบางชนิดไม่ออก เช็ดให้แห้งสนิท ไม่ควรแช่แผ่นทั้งแผ่น
• อะซิโตน เฉพาะแผ่น PEI ผิวเรียบ ราวเดือนละครั้ง ห้ามใช้กับแผ่นผิวสากหรือ satin และห้ามใช้ก่อนพิมพ์ PETG
• กาวแท่ง PVA ใช้เป็นชั้นกันติดสำหรับ PETG, ABS/ASA, nylon, PC และเส้นยืดหยุ่น PETG บน PEI ผิวเรียบติดแน่นจนลอกแผ่นได้ Prusa ถึงกับแนะนำให้ไม่พิมพ์ PETG บนผิวเรียบเลย
• อย่าจับผิวเตียงด้วยนิ้วเปล่า จับที่ขอบ

อุณหภูมิและความเร็วชั้นแรก

ค่าจากเอกสารผู้ผลิต ปรับตามเส้นที่ใช้จริง

วัสดุ	เตียง	หมายเหตุ
PLA	50-60 °C	ถ้ายังติดไม่ดี ขึ้นอีกราว 5 °C
PETG	80-90 °C	ปิดพัดลมสองสามชั้นแรก ใช้แผ่นผิวสากหรือกาวแท่ง
ABS	100-120 °C	ควรมีตู้ปิด ลมเย็นทำให้ขอบยกตัว

Simplify3D และ Prusa แนะนำพิมพ์ชั้นแรกช้ากว่าปกติ ราว 50-75% ของความเร็วปกติ เส้นมีเวลาถูกกดและเย็นตัวติดเตียง ปัญหาชิ้นงานหลุดกลางทางและงอ ต่อใน บทที่ 11

ความปลอดภัย

เตียงร้อน 60-120 °C และหัวฉีดร้อนกว่า 200 °C อย่าใช้นิ้วเช็กระยะขณะร้อน ใช้กระดาษเท่านั้น หัวฉีดที่กดต่ำเกินจนครูดแผ่นพิมพ์อาจทำให้ extruder กินเส้นไม่ได้และอุดตัน ถ้าเห็นเส้นไม่ออกเลยในชั้นแรก ให้หยุดทันที อย่าทิ้งเครื่องตอนพิมพ์ชั้นแรก ๆ

ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย

• ลด Z-offset เพื่อแก้ชิ้นงานหลุด ทั้งที่เส้นหน้าตาดีอยู่แล้ว ปัญหาอยู่ที่เตียงสกปรกหรืออุณหภูมิ กดต่ำเกินทำให้แผ่นพิมพ์เป็นรอยถาวร
• เชื่อตัวเลขจากเครื่องอื่น หรือจาก YouTube ค่า Z-offset ขึ้นกับเซนเซอร์ แผ่นพิมพ์ และหัวฉีดของเครื่องนั้น
• ปรับทีละ 0.1 mm แล้วกระโดดข้ามจุดพอดีไปมา
• ปรับระดับตอนเย็นแต่พิมพ์ตอนร้อน หรือสลับกันแบบไม่คงที่ โลหะและเซนเซอร์เพี้ยนตามอุณหภูมิ
• มีเศษพลาสติกค้างปลายหัวฉีด ตอนทำ paper test ทำให้ได้ระยะเพี้ยนไปเท่าความหนาเศษนั้น
• ลืมล้างเตียงหลังจับด้วยมือ รอยนิ้วมือเดียวก็ทำให้มุมนั้นหลุด

ชั้นแรกดีแล้ว ขั้นต่อไปคือเข้าใจว่าค่าใน slicer แต่ละตัวแลกอะไรกับอะไร

แหล่งข้อมูล

• First layer calibration (i3) — Prusa Knowledge Base
• First layer issues — Prusa Knowledge Base
• Mesh bed leveling — Prusa Knowledge Base
• Bed leveling — Klipper documentation
• Not sticking to the bed — Simplify3D print quality guide