G-code для 3D-принтера

Современный уровень развития аддитивных технологий позволяет пользователям воссоздавать сложные технические объекты без подробного разбора сути технологического процесса. При этом знание G-code и умение им пользоваться необходимо каждому обладателю  3D-принтера . Эффективное использование кода позволяет глубже погрузиться в процесс и учесть все нюансы при печати изделий. Также умение читать и править G-code нужно для подбора технических параметров при печати и калибровке устройства.

• Что такое G-code?
• Основные команды языка
• Принцип работы ПО для 3D-принтера
• Когда использовать G-код?
  • Команды G-code
  • Команды M
• Как редактировать G-код?

Что такое G-code?

G-code представляет собой программный язык для машин и станков со встроенным модулем числового программного управления.

Он был разработан компанией Electronic Industries Alliance в первой половине 1960-х годов. Программы, созданные с использованием этого кода, отличаются жесткой и предельно последовательной структурой. В G-code отсутствуют циклы, функции и логические команды, его возможности позволяют настроить оборудование только таким образом, чтобы оно исполняло лишь те действия, которые были заложены в компьютер.

G-code для 3D-принтеров может быть сформирован специальной программой – слайсером – посредством предварительной загрузки в нее 3D-модели и выставления требуемых параметров печати.

G-code в работе используют подавляющее большинство популярных принтеров. Его популярность обусловлена простотой использования и возможностью генерировать код в любых доступных слайсерах, в том числе Cura, Chitubox, Simplify3D, Slic3er и др. Редактировать написанную программу можно в обычном блокноте или NotePad++, который доступен всем пользователям операционной системы Windows.

Но бывают случаи, когда печатные устройства работают на зашифрованном G-code, например – Zortrax, использующий собственный слайсер, который генерирует файл в расширении Z-code.

Созданные таким образом файлы нельзя открыть с помощью стандартных программ и сторонних слайсеров.

Независимо от типа шифрования, код состоит из строк, каждая из которых при этом является кадром. Для каждого кадра или группы кадров разработчики прописывают комментарии, которые выделяются в ленте кода знаком точки с запятой.

Основные команды языка

Все команды языка, относящиеся к основным, начинаются с буквы G. Они ответственны за следующие действия:

• Линейное и круговое перемещение рабочего устройства по заданной траектории с установленной скоростью.
• Выполнение стандартных операций, к которым относятся запуск вентиляторов, нагревательных элементов и др.
• Установка параметров и системы координат.

Дополнительными считаются команды, название которых начинается с М или Т. Команды М являются вспомогательными, технологическими. Они отвечают за использование нагрева, охлаждения, считывания параметров и их последующего вывода на дисплей печатного устройства.

Команды T отвечают за смену используемого инструмента или переход от одного экструдера к другому.

Каждая строка (кадр) G-code несет в себе зашифрованную конкретную команду, а также набор характеристик, который определяет действие оборудования: время работы приводов, количество подаваемого материала, его нагрев, и др.

Разработка и популяризация специальных программ-слайсеров помогла оптимизировать и сделать автоматическим процесс программирования. Код, полученный с помощью современного программного обеспечения, как правило, не требует корректировки, а если и требует, то изменения разработчику приходится вносить не в весь код, а в несколько строк, корректируя один или несколько параметров.

Принцип работы ПО для 3D-принтера

Каждая из строк G-code является командой, которую должно выполнить печатное устройство. Принцип работы программного обеспечения для 3D-принтеров заключается в разбивке 3D-моделей на множество слоев, расположенных в горизонтальной плоскости.

Каждый из них, независимо от способа создания, в дальнейшем проходит еще одну разбивку на множество линий разной толщины и ширины, параметры которых задает разработчик.

К примеру, ширина линии для 3D-принтера, работающего на технологии FDM, должна соответствовать диаметру сопла, а высота – толщине слоя выдавливаемого материала.

Каждый вектор в траектории движения G-code может быть описан исходя из декартовой системы координат, по которым движется экструдер. Также в этом файле дополнительно указываются сопутствующие параметры: нагрев, скорость движения экструдера, скорость подачи материала и др.

Когда использовать G-код?

Редактирование G-кода, составленного слайсерами, целесообразно в следующих случаях:

• При внесении точечных правок в код.
• Для установки специальных настроек, в том числе изменения температуры нагрева экструдера во время печати и др.
• Для решения возникших проблем. Для их устранения разработчики могут добавить специальную команду, например, включить обдув или увеличить температуру нагрева материала.

Команды G-code

К самым популярным G командам относятся:

• G0 – применяется для определения холостого хода, не предусматривает работы инструмента.
• G1 – команда определяет координированное движение по осям X, Y, Z, E .
• G4 – применяется в случаях, когда необходимо обозначить паузу и установить ее время в секундах.
• G28 – команда ответственна за возврат головки экструдера в начало системы координат.
• G90 – применяется при необходимости использования абсолютных координат.
• G91– команда, применяемая для использования относительных координат.
• G92 – определяет текущую заданную позицию.

Команды M

Самая многочисленная группа, включающая команды, ответственные за управление печатным устройством.

Как редактировать G-код?

Для редактирования G-code могут использоваться самые разнообразные онлайн- и офлайн-программы. Самыми популярными при этом являются:

• Notepad++. Это бесплатная программа, доступная для операционной системы Windows, которая позволяет настроить выделение синтаксиса G-code.
• gCodeViewer. Приложение облачного типа, оптимизированное для создания команд, предназначенных для 3D-принтеров. Специфической функцией программы является возможность послойного просмотра изделия в 2D-режиме.
• Simplify3D. Слайсер, который имеет собственный редактор G-code. При его использовании пользователь получает доступ к возможности создания автоматических сценариев.

Знание языка программирования G-code необходимо каждому владельцу 3D-принтера. Экспериментируя с ручной настройкой слайсеров, пользователь может получить любой результат, исходя из собственного опыта работ с разнообразными материалами.