Droni da corsa stampati in 3D dalla progettazione alla realizzazione passando per il Gcode

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Per tutti gli appassionati dell’auto costruzione e dei droni, non sarà sembrato vero osservare che nel corso degli ultimi anni i prezzi delle stampanti 3D si sono abbassati a tal punto da risultare un Must Have nel set degli attrezzi da laboratorio. E’ possibile infatti con un minimo di ingegno, manualità e volontà di acquisire nuove informazioni, disegnare e successivamente stampare, piccoli accessori per i droni o addirittura interi telai.

Nell’articolo di oggi, viene portato un  esempio pratico dove il modellista, stampatore, volatore di droni FPV racing Adrián Nagy Hinst, rende pubblica la settima revisione del proprio prototipo di drone da corsa, classe 170mm con predisposizione per tutto il set di FPV, quindi trasmettitore, cam e antenna. L’ungherese Adrián il cui profilo è visibile sul blog internazionale DIYDrones, non ha solo progettato e disegnato il suo drone, ma la ho realizzato ed è possibile vederne un breve video di uno dei suoi voli.
Il piccolo quadricottero in questione usa tutti gli accorgimenti tipici di chi pratica il drone FPV Racing, avendo quindi 25 gradi di telecamera rivolta verso l’alto, l’antenna video posizionata sulla poppa del drone per permettere una migliore ricezione del video a terra.
Il progetto è liberamente scaricabile da GrabCad, una alternativa al ben noto Thingiverse, ma sentitevi liberi di fare una donazione via PayPal all’autore di questo simpatico oggetto.

3d-printed-quad

STL e GCODE cosa sono significano questi nomi?

I files compressi generalmente nel formato zip, scaricati dalla piattaforme che mettono gratuitamente a disposizione gli operati da tanti progettisti di tutto il mondo, sono solidamentenel formato STL, il cui significato è già stato spiegato in un nostro precedente articolo qui. Il formato stereolitografico è uno standard utilizzato dalla maggior parte dei programmi di modelling in maniera più o meno nativa, che restituiscono il disegno vettoriale a 3 dimensioni in un formato comprensibili  e universale. Questo formato però non è compatibile con il linguaggio macchina delle stampanti 3D che abbisogna, dopo un ulteriore passaggio di quello che viene definito slicing di un altro formato che si chiama GCode. I files che terminano con l’estensione xyz.gcode, non sono altro che degli speciali files di testo, generati dal programma di affettatura, cioè si slicing, che suddividono in strati paralleli al terreno il disegno modellato in 3D. in poche parole la stampante eseguirà prima tutto in layer, cioè un piano, poi alzandosi di qualche decimo di millimetro stamperà il piano superiore, come se si trattasse di un grattacielo, partendo quindi dal basso.

Conoscere il GCode, perchè può tornare utile?

Il file di testo del GCode contiene al suo interno tutte le informazioni per pilotare la testa di stampa della nostra beneamata compagna robotica. Nato addirittura nel 1950, consiste in un linguaggio di programmazione davvero molto basilare, il cui compito era quello di passare comandi alle macchine a controllo numerico, meglio conosciute come CNC . Il linguaggio contiene davvero una miriade di codici destinati alle varie tipologie di utilizzo, le frese a controllo numerico si comportano diversamente nello svolgere alcune funzioni specifiche rispetto a una stampante 3D.

In teoria non dovrebbe essere necessario per lo stampatore alle prime armi conoscere nel dettaglio i parametri del codice G, e onestamente non serve davvero nemmeno impararli a memoria, dato che il loro significato è reperibile gratuitamente in rete, ad esempio qui oppure più nello specifico con il solo interesse dei comandi per la stampa 3D qui sul wiki di RepRap.

Può tuttavia capitare di dover risolvere qualche problema di posizionamento o addirittura di voler stampare con un offset del ugello diverso dal solito senza rifare la calibratura del piatto di stampa. In tal caso conoscere o perlomeno sapere dover poter reperire le informazioni necessarie a passare un comando tipo
G28 ; Metti il nozzle nella home di tutti gli assi
G Z0.15 F300 ; Alza di mm0,15 l’estrusore sull’asse Z. alla velocità di 300 millimetri al minuto
Da considerare con attenzione il fatto che i decimali si indichino con il “.” punto e che il “;”  punto e virgola sia da intendersi come un commento non interpretabile dalla macchina,

Il comando di home viene letto come per tutti gli assi se non indicati, altrimenti è possibile fargli eseguire solo la home di X e Y ad esempio con il comando G28 X Y

Nel nostro caso a fine stampa, ci faceva comodo avere il piatto verso l’esterno in modo da poter accedere facilmente al pezzo da staccare. In fondo al codice abbiamo quindi inserito il comando G1 Y150

I comandi G0 e G1 indicano un movimento, seguito da X Y oppure Z per indicare l’asse di spostamento e ancora dal numero che indica i millimetri di spostamento. Considerate che i numeri positivi non devono superare le dimensioni fisiche della macchina. Gli End Stop, ovvero i fine corsa sono solo verso la home non alla fine dello stesso asse.
Le posizioni possono essere assolute o relative a seconda della impostazione del parametro G90, G91 e G92. I motori o stepper possono essere disabilitati, per spostamenti manuali con il comando M18 abilitati /disabilitati con il comando M17

Dove si inseriscono i codici?

I comandi impartiti tramite GCode possono essere banalmente salvati con un edito di testo (non Word) quale Notepad, Editpad o altro, dentro alla scheda SD e fatti leggere come se fosse un normale file da stampare. In alternativa possono essere inviati direttamente alla stampante connessa via porta USB da programmi quali Ultimaker CURA, nelle vecchie versioni o Repetier Host.
Se con questi comandi vogliano indicare un comportamento specifico da eseguire prima della esecuzione della stampa o alla fine di essa, possono essere scritti dentro al GCode sempre con un editor di testo, oppure con più comodo modificando le impostazioni del programma di slicing.

Dove inserire i GCode con Cura

settaggio-gcode-cura-15In alcune vecchie versioni di Cura, era necessario modificare alcuni files di configurazione, nelle più recenti versioni tipo le 15.xx basta cliccare sul tab in alto a sinistra con indicato Start-End GCode  e modificare i valori di interesse. Prima di scrivere cose caso, consiglio sempre una buona lettura e comprensione dei parametri ed eventualmente di sperimentarli inviandoli singolarmente.

I punto e virgola e il testo i verde indicano i commenti e possono risultare utili per avere una idea di quale comportamento il codice voglia ottenere dalla stampante 3D.

 

 

Nella versioni di Cura 2.3XX si possono modificare o aggiungere i GCode selezionando, Preferences -> Configure Cura -> Printers -> Machine Settings e infine modificare i codici di inizio e fine stampa.

cura-settings-gcode

Dove inserire i GCode con Repetier

repetier-host-connettiCon lo slicer Repetier Host, che permette di scegliere tra i due affettatori o slicer, quali Cura Engine 15x e Slic3r, i comandi GCode vanno inseriti seguendo il percorso che mostreremo in seguito. Di interessante Repetier Host, ha il fatto che se si connette la stampante con il cavo USB dopo aver cliccato su Connetti, permette di muovere la testa di stampa a proprio piacimento e inviare i codici Gcode direttamente da apposita casella di testo.

repetier-host-invia-comandi-rapidi

I codici di comando prima e dopo l’esecuzione del file di stampa, si inseriscono invece cliccando sul tab Slicer sulla destra poi ancora su Configurazione e infine sulla sinistra cliccando sul tab GCode.
E’ indifferente che si sia scelto Slci3r o Cura come engine per le operazioni di slicing.

gcode-repetier-host
Concludendo la conoscenza dei codici G può non essere necessaria, ma in caso di comportamenti anomali potrebbe rendersi utile capire perché vengono eseguiti certi movimenti, oppure si possono introdurre alcuni codici per il posizionamento iniziale o finale del gruppo estrusore nozzle.

Consigliamo una attenda lettura del intero set di comandi GCode da questo link

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