Z-offset y calibración del squish de la primera capa

El Z-offset es la distancia de compensación crítica entre el punto donde el sensor detecta el build plate y la posición real del nozzle. Ajustarlo con precisión es lo que define el squish perfecto de la primera capa, garantizando que el filamento se "ancle" mecánicamente a la superficie sin despegarse ni bloquear el flujo del extruder.

Qué es

En términos técnicos, el Z-offset es el valor que le indica al firmware cuánta distancia hay entre el "cero" lógico que marca tu sensor de nivelación y la punta física del nozzle. Cuando mandás un Home, la impresora encuentra el build plate usando un probe o un sensor inductivo, pero ese sensor no está ubicado exactamente a la misma altura que la punta del nozzle. El Z-offset es esa diferencia que le dice a la máquina: "bajá un poquito más después de detectar la cama para que el nozzle quede a la altura de capa inicial".

Conseguir el squish adecuado es el factor más importante para el éxito de cualquier impresión 3D. Si el Z-offset es muy alto, el filamento sale como un "fideo" redondo, no tiene superficie de contacto y la pieza se despega. Si es muy bajo, el nozzle queda tan pegado al build plate que el extruder no tiene fuerza para empujar el plástico, provocando ruidos o, peor aún, rayando permanentemente tu lámina de PEI.

Causas

• Dilatación térmica: Los componentes del hotend y el chasis se expanden al calentarse. En máquinas cerradas como una X1C o una Voron, el chasis puede crecer micras suficientes para variar el Z-offset entre una impresión en frío y una tras dos horas de uso.
• Restos de filamento en el nozzle: Una gota de plástico endurecido en la punta del nozzle durante la nivelación engaña al sensor (especialmente en sistemas con strain gauge como la K1 o Neptune 4), haciendo que la impresora crea que la cama está más arriba de lo que realmente está.
• Cambio de componentes: Si cambiaste el nozzle, el hotend o incluso si diste vuelta el build plate de liso a texturado, el Z-offset anterior deja de ser válido.
• Inestabilidad mecánica: Grub screws flojos en los acoples del eje Z o un gantry que no está perfectamente paralelo pueden causar que el valor de Z varíe de forma errática entre impresiones.
• Falla en el probe: Los sensores inductivos son sensibles a la temperatura; si no dejás que la máquina se estabilice térmicamente, el valor de detección puede fluctuar.

Diagnóstico paso a paso

1. Limpieza profunda: Antes de tocar cualquier configuración, calentá el nozzle a temperatura de impresión y limpialo con un cepillo de bronce. No tiene que haber ni un rastro de plástico en la punta.
2. Heat soak: Calentá el build plate a la temperatura de trabajo (ej: 60 °C para PLA o 100 °C para ABS) y esperá al menos 10 minutos. Esto permite que las dilataciones térmicas se estabilicen.
3. Prueba del papel: Hacé un Home de Z y bajá el nozzle hasta Z=0. Deslizá un papel común; tenés que sentir una vibración o resistencia clara pero sin que el papel se trabe. Si el papel vuela, tu Z-offset es muy alto; si no se mueve, es muy bajo.
4. Test visual de primera capa: Imprimí un patrón de cuadrados de una sola capa (0.2 mm de layer height) distribuidos por el build plate. Observá la superficie:
   • Si las líneas no se tocan entre sí y ves el build plate entre ellas, necesitás más squish.
   • Si ves que el filamento se levanta en los bordes como "olas" o la superficie está rugosa al tacto, estás muy cerca.

Soluciones

1. Ajuste dinámico — Esta es la mejor forma de calibrar. Mientras la impresora hace el skirt o el brim de una pieza, buscá en la pantalla la opción de Z-offset o Baby-step. Ajustalo de a 0.01 mm o 0.05 mm hasta que veas que las líneas se funden perfectamente en una superficie lisa y sólida. No te olvides de guardar la configuración (M500 en Marlin) para que no se pierda al apagar la máquina.
2. Calibración del probe en Klipper — Si usás Klipper, ejecutá el comando PROBE_CALIBRATE. Seguí el procedimiento bajando el nozzle con TESTZ Z=-0.1 hasta que el papel tenga la fricción justa, y luego escribí ACCEPT y SAVE_CONFIG.
3. Compensación por superficie — Tené en cuenta que el PEI texturado requiere un squish un poco más agresivo que el PEI liso. Como el material tiene "valles" y "montañas", el filamento necesita ser presionado más fuerte para entrar en los huecos de la textura y lograr adherencia.
4. Revisión del flujo — A veces el problema no es el Z-offset sino que estás extruyendo poco material. Si tu flujo no es el correcto, las líneas nunca se van a tocar aunque el Z-offset sea perfecto. Calibrá tus e-steps antes de volverte loco con el offset.

Configuración recomendada

Errores comunes al intentar solucionarlo

• Calibrar con el build plate frío: Es el error más frecuente. El vidrio o el acero se expanden con el calor. Si calibrás en frío, cuando vayas a imprimir a 60 °C, el nozzle va a estar en una posición distinta.
• Confundir Z-offset con nivelación: Nivelar es poner la cama paralela al movimiento del nozzle. El Z-offset es la distancia absoluta en el eje Z. Si tu cama está chueca, ningún ajuste de Z-offset va a arreglar que la pieza se despegue en una esquina y se aplaste en la otra.
• Usar el papel como medida definitiva: El papel es solo para empezar. La verdadera calibración se hace "en vivo" mirando cómo sale el filamento del nozzle.
• No limpiar el nozzle antes del Auto-Leveling: En impresoras con sensores de presión, cualquier resto de plástico duro hace que el sensor se active antes de tiempo, dejando un Z-offset "fantasma" que siempre queda alto.
• Ignorar el Z-hop: A veces creemos que el Z-offset es bajo porque el nozzle "choca" la pieza al moverse, pero en realidad falta configurar el Z-hop en el slicer para que el cabezal se levante en los traslados.