Wie druckt der Drucker?

G-Code

Ein 3D-Drucker muss präzise angesteuert werden. Dazu benötigt er entsprechende Befehle. Diese präzise Art der Steuerung gibt es für CNC-Maschinen schon länger, als es 3D-Drucker gibt.

Die Maschinensprache zur Programmierung einer CNC-Maschine ist normiert unter DIN 66025 / ISO 6983 und wird deshalb oft DIN-Code genannt oder einfach nur G-Code, weil viele Befehle mit einem G beginnen, gefolgt von einer Zahl - z.B. G21: 1 Längeneinheit = 1mm (und nicht 1 inch).

Neben den G-Befehlen gibt es auch noch M-Befehle, die z.B. den Programmablauf oder die Maschinenkühlung steuern. Unter den folgenden Links findest du eine grobe Übersicht oder eine ausführlichere Übersicht.

Der G-Code zur Erzeugung eines 50mm-Würfels bei 5% Füllung hat z.B. über 240.000 Zeilen Code. Einen Ausschnitt davon siehst du hier:

G21 ; set units to millimeters
G90 ; use absolute coordinates
M83 ; use relative distances for extrusion
M900 K0.05 ; Filament gcode LA 1.5
...
M204 S1000
G1 F1200.000
G1 X99.965 Y77.623 E0.02942
G1 X150.004 Y77.623 E1.56894

Den kompletten Code erhältst du hier: wuerfel.gcode.

Natürlich ist es recht mühsam so viele Zeilen Code per Hand zu erstellen. Deshalb gibt es sogenannte Slicer-Programme, die auf Grundlage eines 3D-Modells den G-Code in Abhängigkeit von diversen Parametern erstellen (mehr dazu im entsprechenden Abschnitt).
Da du für jede Änderung - und sei es ein anderer Drucker oder eine andere Filament-Art - einen neuen G-Code benötigst, ist die Weitergabe von G-Codes in der Regel uninteressant.

Ansteuerung des Druckers

Wie kommt der G-Code zum Drucker? Es gibt mehrere Möglichkeiten.

1. SD-Karte: Du speicherst den G-Code für das zu druckende Objekt auf eine SD-Karte und schiebst diese anschließend in den 3D-Drucker. Diese Möglichkeit ist in der Regel die unkomplizierteste.
2. PC-Anschluss: Du kannst den 3D-Drucker wie einen normalen Drucker auch per USB-Kabel mit deinen PC verbinden. Allerdings dauert der Druckvorgang in der Regel mehrere Stunden wenn nicht sogar Tage - so lange müsste aber dein PC laufen und dein PC müsste neben dem Drucker stehen, der aber etwas Krach macht und teilweise auch gesundheitsschädliche Dämpfe absondert (s. Abschnitt zum Filament). Von daher: Eine ungünstige Wahl.
3. Raspberry Pi: Du kannst eine Raspi mit dem 3D-Drucker verbinden und dem Raspi die G-Code-Datei schicken. Dann ist egal, wo der 3D-Drucker steht - Hauptsache der Raspi hat eine Verbindung ins Internet. Eine elegante Lösung inkl. Webcam-Anbindung liefert hier das Open-Source-Projekt OctoPrint von Gina Häußge.

Druckvorgang

Der oben verlinkte G-Code zur Erzeugung eines 50mm-Würfels wurde mit OctoPrint im Zeitraffer aufgenommen. Der komplette Druckvorgang hat 2h11min gedauert. Dabei wurden 8,15m Filament verbraucht. Der fertige Würfel hat eine Masse von ca. 25g.