Linear Advance im 3D-Druck – Warum? Wozu? Was ist das?

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In diesem Beitrag wird näher beschrieben, was Linear Advance für 3D-Drucker ist, welche 3D-Drucker das Verfahren bereits unterstützen und welche Vorteile daraus entstehen. 

Linear Advance ist ein Algorithmus der den Druck des geschmolzenen Filaments je nach Druckgeschwindigkeit regelt. Im Normalfall wird diese Geschwindigkeit je nach Bewegungsgeschwindigkeit der anderen Achsen angepasst. Das ist grundsätzlich auch sinnvoll, da geschmolzener Kunststoff aber zähflüssig ist kommt es zu gewissen unerwünschten Effekten:

  • Wenn zwischen zwei Objekten hin und her „gesprungen“ wird, kommt es zur Bildung von Fäden (=Stringing). Das geschieht, weil flüssiges Filament unter Druck in der Nozzle (Druckspitze) noch vorhanden ist und dieses dann austritt.
  • Bei scharfen Kanten kommt es zu unschönen Effekten, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten. Auch in dem Fall besteht noch großer Druck in der Nozzle, das Filament wird heraus gepresst und sorgt für unsaubere Kanten.
  • Hohe Geschwindigkeiten sorgen für Qualitätsverlust. Um diese Fehler irgendwie erträglich zu machen werden häufig die Werte für „Acceleration“ und „Jerk“ besonders stark manipuliert.
  • Die Präzision leidet, gerade Wände sind nicht perfekt gerade

Linear Advance ist zwar kein Wundermittel, dennoch bekämpft es die meisten dieser Probleme und kann sie zumindest teilweise beheben. Den Linear Advance kontrolliert den Druck innerhalb der Nozzle, so kann für hohe Geschwindigkeiten der Druck gesteigert werden und gleichzeitig für langsame Geschwindigkeiten der Druck reduziert werden. Wenn zwischen Objekten gesprungen wird, wird der Druck rechtzeitig reduziert, so ist kaum mehr Rückzug (Retract) von Filament notwendig, die beliebte „Cost Distance“ kann ebenfalls auf 0 gesetzt werden. Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • Höhere Präzision
  • Höhere Druckgeschwindigkeiten ohne Qualitätsverlust
  • Auch bei langsamen Druckgeschwindigkeiten ist die Präzision sichtbar besser
  • „Acceleration“ und „Jerk“ müssen nicht mehr manipuliert werden

Bevor man Linear Advance verwenden kann

Bevor man Linear Advance verwenden kann sollte man einen bereits gute Druckqualität erreichen. Die Steps/mm sollten kalibriert sein und Spiel des Extruder Antriebes sollte minimiert werden. Die Optionen Pressure advance, Coast at end, extra restart length after retract, wipe while retract, combining sollten deaktiviert werden. Der Filamentrückzug sollte in weiterer Folge möglichst weit reduziert werden.

Welche 3D-Drucker unterstützen Linear Advance

Unterstützt werden grundsätzlich nur FDM 3D-Drucker. Zudem müssen diese auf der bekannten Marlin Firmware basiert sein. Die aktuellste Version von Marlin unterstütz Linear Advance, das dazugehörige Feature heißt LIN_ADVANCE. Weitere Infos dazu gibt es in der offiziellen Dokumentation von Marlin. Sprich alle 3D-Drucker die die aktuelle Version von Marlin installiert haben, können die Funktion nutzen. Ältere Versionen von Marlin haben Linear Advance jedoch noch nicht verbaut!

Prusa verwendet auch die Marlin Firmware, jedoch eine angepasste Version davon. Aber auch Prusa unterstützt Linear Advance in der neuesten Version der Firmware. Wie genau das funktioniert und welche Ergebnisse es am Prusa i3 MK2S bringt, werden wir in einem Praxistest in naher Zukunft berichten.

Auch andere 3D-Drucker / Boards unterstützen Linear Advance. So hat ein Leser etwa berichtet, dass das Duet Wifi Board Linear Advance unterstützt. Er hat das Board in einen CR-10 eingebaut, der seitdem leise und schnell läuft.

Gibt es Nachteile ?

Tatsächlich gibt es aber auch Nachteile beim Einsatz von Linear Advance. Teilweise kann es zu Problemen kommen, beim Einsatz von Cura (und auch bei anderen Slicern). Erfolgreich getestet wurde zumindest Slic3r.