了解3D打印背后的“布阵师“——G-Code语言

3D打印动态
2021
09/24
23:02
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导读:3D打印简单吗?这个问题恐怕要有针对性的回答,因为面对它的角色不同,那么答案也就不同。不过对于增材制造的开发者而言,要真正做到“指哪打哪“,远远不止打开机器和按下按钮这么简单。

这个过程背后有许多步骤,从零件的设计到最后的后期处理,以及这中间的所有步骤。在开始3D打印之前,其中一个重要的步骤是,有关的模型有必要经过切片软件处理,也称为切片程序。在这些程序中,发生的过程是STL设计文件被转换为3D打印机的控制文件。该文件由所谓的G代码组成,这是一种编程语言,使机器能够理解它必须遵循哪些命令来制造最终的零件。但这种数字语言是什么,它在制造过程中又有多重要?今天我们就来一探究竟。

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G代码由G和M命令组成,每个命令都有一个指定的运动或动作。这些命令的组合将决定3D打印机了解应遵循哪种模式,以制造出最终的零件。正如我们所说,这是一种由切割软件在将设计转换为STL文件时自动生成的语言。在这种情况下,我们将只关注FDM 3D打印机,所以我们将提及挤出机、打印托盘或热塑性塑料丝等术语。在3D打印机将解释的不同类型的命令中,我们发现移动、挤压、加热和检测的命令是有顺序的。这是理解这种语言的重要性的基础,然而,现在让我们看看G代码的数字组成,以便能够阅读有关的命令。

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△G-Code语言是由切片机自动生成的(图片来源:Ultimaker Cura)

G-Code是由什么组成的?

首先我们必须了解G代码和M代码的区别。两者都是包含在文件中的命令,告诉打印机如何和在哪里挤出材料。唯一的区别是,G代码是使用G代码的打印机普遍兼容的,而M代码是那些特定于个别打印机生产线的代码。因此,正如我们在下图中看到的,该语言是由几个参数组成的。阅读这样的代码时,需要了解的基本内容是不同的字母数字值。

字母X / Y / Z指的是3D打印机的三个坐标轴,标记的是坐标。任何高于0的X值将喷头向右移动,任何高于0的Y值将喷头向后移动,而任何高于0的Z值将喷头向上移动。另一方面,字母F被理解为喷嘴移动的速度(以毫米/分钟表示),而字母E指的是移动的长度(以毫米表示)。有时,我们可以发现文本后面有符号";",用于提供命令信息;这些注释不是代码的一部分。在了解了G代码的读法后,让我们看看哪些是制造零件最常见的代码。

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用于3D打印的命令实例

G1命令是所有命令中最基本的,事实上,它将占整个文件的95%。它是一个代码,指示3D打印机执行线性运动,同时将材料沉积到给定坐标的指定位置。因此,当我们读取代码 "G1 X10 Y20 F1200 "时,我们将指示打印机以1200mm/min的较慢速度移动到托盘中X=10mm/Y=20mm的位置。与此指令不同,G0的运动原理相同,但没有通过喷嘴挤出材料。

G28. 该命令用于机器执行启动顺序,将打印头移动到机器的远处边缘,直到与停止器接触。如果没有指定轴,机器将自动移动所有三个轴,但你可以随时在命令中加入X、Y、Z。这是一个快速移动轴的有用方法,特别是在完成打印时。

G92. 指示打印机设置其轴的当前位置。如果你想改变或偏移其中一个轴的位置,这可能很有用。这通常是在每层的开始或在主命令或缩进命令之前进行。

M104. 这个代码用于加热一个挤出机,你必须说明是哪一个(如果你有一个双挤出的3D打印机),以及所需的温度。因此,命令 "M104 S200 T0"将命令机器加热挤出机T0(在双挤出的情况下,我们会有T0和T1)到200摄氏度的温度,用字母 "S "表示。这个G代码的另一个版本,即M109,将指示打印机等待挤出喷嘴达到温度后再继续执行其他命令。

M140和M190。它们与已经提到的那些非常相似,只是在这种情况下,它不是指挤出机,而是指打印床。在这种情况下,表示要加热的挤出机的字母 "T "被省略了。

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△FDM3D打印机有3个轴(X、Y、Z),可以在打印坐标中定位

最终建议

我们可以找到的G代码和M代码的清单真的很广泛。事实上,有超过1000个不同的命令可以告诉3D打印机在任何特定时刻做什么,这就是为什么这种语言是在制造过程之前由切片程序自动生成的。对一些用户来说,了解代码的基本知识可能是有用的,也是有趣的。然而,我们不要忘记,自己编写G代码是很复杂的,甚至会损坏你的3D打印机。除非你非常清楚你想从最终文件中编辑什么,否则我们不建议用户自己生成零件编码。尽管如此,我们仍然鼓励你继续了解和学习这些先进的解决方案是如何工作的,可用的不同命令,以及这种制造技术控制系统的运作原理。



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