NET3D

Gcode دستی – همان طور که در پست های قبلی اشاره شده، برای چاپ سه بعدی یک قطعه لازم است فایل stl آن توسط نرم افزار اسلایسر به  G-code تبدیل شود و در ادامه پرینت قطعه انجام گیرد. همچنین علایم و دستورات متداول در جی کدها ارائه شده است:

هر چند برای جی کد نویسی حتی به صورت دستی یا اصلاح آن از نرم افزارهای مخصوص استفاده می شود اما درک الگوریتم حاکم بر آن خالی از لطف نیست، لذا در این پست آموزشی به الگوریتم جی کدسازی در اسلایسر simplify پرداخته می شود.

برای درک بهتر یک فایل stl مکعب با طول ضلع 40 میلی متر را در نظر بگیرید که با استفاده از نرم افزار simplify باز شده و طبق تنظیمات زیر به G-code تبدیل شده است.

همان طور که مشاهده می شود، مکعب با الگوی rectilinear، زاویه 0 و درصد پرشدگی 100% پرینت می شود. از دیگر تنظیمات چاپ می توان به پهنا یا عرض رشته برابر 0.6 میلی متر، ارتفاع یا ضخامت لایه برابر 0.2 میلی متر، سرعت چاپ برابر 2400 میلی متر بر دقیقه و قطر فیلامنت برابر 1.75 میلی متر اشاره کرد. پس از جی کد سازی کافی است فایل با استفاده از نرم افزار notepad یا wordpad باز شود، لذا خواهیم داشت:

در تصویر بالا علاوه بر کدهای دستوری که در جدول ابتدای پست به آن ها پرداخته شد، حروف و اعدادی نیز وجود دارند که در ادامه به آن ها می پردازیم:

• به طور مثال عبارت  E -1.0000 F1800 نشان دهنده retraction یا پس کشی فیلامنت به میزان 1 میلی متر و با سرعت 1800 میلی متر بر دقیقه است.
• عبارت H 0.200 W 0.600، نشان دهنده پهنای و ضخامت رشته چاپ شده روی صفحه ساخت می باشد.
• عبارت G1 X119.190 Y81.400 E1.9148 F2400 نشان دهنده حرکت نازل به نقطه با مختصات داده شده با سرعت 2400 میلی متر بر دقیقه است، در ضمن طول فیلامنت مصرفی در حین چاپ باید برابر 1.9148 میلی متر باشد.

پس از شناخت هر یک از دستورهای و پارامترها در جی کد حاضر، به نحوه محاسبات می پردازیم.

از تفاضل دو x یا دو y متوالی در خطوط جی کد، طول ضلع مکعب مورد نظر به دست می آید. بنابراین مقدار dx یا dy همان طول ضلع مکعب و برابر 40 میلی متر است. البته باید توجه داشت که در اینجا به دلیل عدم تنظیم primeter و مقدار out line overlap در زبانه infill مقدار dx یا dy کمی با طول ضلع مکعب متفاوت است که برای سهولت در کار و جلوگیری از پیچیدگی از توضیح آن، در اینجا طرف نظر می کنیم. برای محاسبه مقدار فیلامنت مورد نیاز یا همان E کافی است یک قانون بقای جرم در ابتدای نازل (قبل از ذوب فیلامنت) و انتهای نازل (پس از چاپ رشته و جامد شدن آن) نوشت:

لازم به ذکر است که در نرم افزار simplify، مقطع رشته چاپ شده به صورت مستطیل در نظر گرفته می شود و محاسبات بر این مبنا انجام شده است. بنابراین با جایگذاری مقادیر ضخامت رشته، پهنای رشته، قطر فیلامنت و dx محاسبه شده از جی کد، مقدار E برابر 1.9148 به دست آمده است. تا اینجا مقدار E در سطر مشخص شده در جی کد محاسبه شد و چون یک مکعب با طول ضلع ثابت داریم، انتظار داریم که مقادیر E در خطوط مربوط به پرینت طول ضلع مکعب ثابت باشد، اما با دقت به مقادیر E، متوجه می شویم که مقدار E ثابت نیست و در حال افزایش است. در واقع مقدار E  در هر سطر به صورت تجمعی محاسبه شده و مجموع طول فیلامنت مورد نیاز برای چاپ یک رشته به همراه رشته های چاپ شده قبلی است. این نحوه محاسبات به محاسبه میزان کل طول فیلامنت مصرفی و در نتیجه محاسبه وزن کل قطعه کمک می کند.

در نرم افزار simplify، پارامتری به نام extrusion multiplier یا به اختصار exm وجود دارد که میزان فیلامنت مصرفی را در حین چاپ قطعه می تواند افزایش یا کاهش دهد. به عنوان مثال همان طور که در تصویر زیر مشاهده می شود، با افزایش سرعت پرینت از 2400 به 4800 میلی متر بر دقیقه، مقدار فیلامنت خروجی یا E تغییر نکرده است (صرفا نازل سریع تر حرکت کرده و در نتیجه چرخ دنده ها نیز فیلامنت را با سرعت بیشتری به سمت جلو حرکت  می دهند)، اما با افزایش exm از 1 به 2، مقدار فیلامنت خروجی 2 برابر شده است:

در نهایت برای محاسبه طول کل فیلامنت مصرفی، لازم است مقادیر E نهایی هر لایه (که به صورت تجمعی برای کل یک لایه محاسبه شده است) در کل تعداد لایه ها ضرب شود. به طور مثال برای مکعب با شرایط چاپ ذکر شده در بالا و exm برابر 2، در انتها 200 لایه داریم، لذا کل طول طول فیلامنت مصرفی برابر است با:

در آخر به محاسبه زمان کل چاپ می پردازیم، زمان مورد نیاز برای چاپ یک قطعه وابسته به مقدار exm نیست و سرعت پرینت آن را تعیین می کند. برای نمونه با شرایط چاپ ذکر شده در بالا، exm برابر 2 و سرعت چاپ یا vp برابر 2400 میلی متر بر دقیقه، زمان به صورت زیر محاسبه می شود:

(لازم به ذکر است که ابتدا زمان برای هر لایه محاسبه شده (مقدار 244.9747 به عنوان طول فیلامنت تجمعی هر لایه در فرمول قرار می گیرد) و سپس در تعداد کل لایه ها ضرب می شود)

Gcode دستی

با توجه به مطالب یاد در بالا با نحوه محاسبات در یک جی کد ساده آشنا شدید، اما دقت داشته باشید که برای اصلاح یک جی کد بخصوص یا نوشتن دستی آن، اعمال تغییرات در فایل notepad یا wordpad توصیه نمی شود و امکان ایجاد باگ در حین پرینت وجود دارد.

لازم به ذکر است که این پست به طور کامل توسط مجموعه Tika3D تهیه شده است.

تهیه کننده: خدمات آموزش و خدمات چاپ تیکا تری دی (Tika3D)

اینستاگرام:https://www.instagram.com/tika3d/

کانال تلگرام:http://t.me/Tika3D

ایمیل:[email protected]

آی دی نت تری دی: @n-mosleh