スライサー（FDM式３Ｄプリンタ向け）の作成　目次

１．はじめに

　他投稿記事で３Ｄモデルをスライスし、構成ごとにノズルが移動する経路（パス）を算出できました。
　最後に、このパス情報を使い、G-Code化していきます。

ここでの説明には花瓶モード（Simplify3Dでのvase mode）は含まれません。１層毎に積層していくモードです。

２．G-Codeファイルの構成

　G-Codeファイルは以下のような構成になっています。

初期化
層毎の出力
後始末

　層毎の出力は以下のような構成になっています。

Zの移動
スカード／ブリム出力
モデル（ターゲット／ラフト）出力
3-1. 外周
3-2. 内周
3-3. インフィル
サポート出力
4-1. 通常サポート
4-2. 密集サポート

３．初期化／後始末

　G-Codeではヘッドの現在位置が不明です。（３Ｄプリンタ内部（ファームウェア）でも不明です。ファームウェアが指示を出した場所であるとの過程で制御されています）
　このため、最初にG28で全軸を初期位置へ移動させます。
　その後、ベッド温度の設定，ヘッド温度の設定，ユーザ指定の初期化コードなどを実行します。
　また、ファームウェアに対し、これから指定する座標系のモードなどを指定します。

　後始末としては、ベッドやヘッドを初期位置に戻したり、熱している箇所を冷却（加熱停止）したりします。

４．層毎の出力

　積層式ですので、第１層から順次出力します。
　スカート／ブリムは特性上最初に出力する対象です。
　次にラフトやターゲットモデルの外壁となるループを出力し、インフィルで塗りつぶします。
　サポートは最後に出力します。

５．G-Code化時の考慮点

５．１　パス

　ヘッドの移動などは、基本G1を利用します。
　G1を指定で現在位置から指定位置に移動します。
　モデルなどの出力対象の場合、Eパラメータを付けると、移動経路を移動中、所定の長さのフィラメントを押し出すことになります。
　Eパラメータが無い場合は、フィラメントの押し出しをせずにヘッド／ベッドが移動します。
　また、場所によりFパラメータを与え速度を変更することも可能です。

現状は未実施ですが、場所に応じて、”ゆっくり”や”早く”することが、出力品質に影響すると考えています。（”ブリッジ部分は早く”など）

５．２　単位系

　座標は[mm]単位のようです。
　速度は[mm/分]のようです。私はこの単位が分かりにくいので、パラメータファイルの速度は[mm/s]としています。
　このためG-Code化のときに変換しています。

５．３　フィラメントの量

この点については、各種議論されているようです。
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　ノズルの吐出部分は基本円形状です。
　ですが、吐出後は、ベッドや、オブジェクトの上に0.1~0.3[mm]の高さで押し付けています。
　このため、出力後の断面は円形では無く、長方形＋左右に半円をつけた楕円のような形ではないか？などの議論です。
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例：長方形と考えるの場合
　ノズル径=0.4[mm]
　積層高さ=0.3[mm]
　フィラメント径=1.75[mm]
　G-Code
　　G1 X0 Y0
　　G1 X10 Y0 E?
の場合、X方向へ10[mm]の長さの線となります。

　幅はノズル径，高さは積層高さですので、出力する体積として、10x0.4x0.3=1.2[mm^3]となります。
　この体積に相当するフィラメントの押出量を逆算します。
　フィラメントの断面積は、円の面積から約2.4[mm^2]ですので、1.2[mm^3]の体積を出力するには　0.5[mm] 押し出せば良いことになります。
　この値に、ユーザ指定のパラメータの押出率を適用してG-Code化しています。

　本ソフトでは現状、まだ実験段階ですが、スライス時に「基準となるノズル径で線を出力する」や「細く（0.4[mm]ノズル径に対し0.2[mm]幅）する」などの付加情報も算出するようにし、条件に応じて３種類の断面を分けています。
　１つ目は、標準的場合（0.4[mm]ノズル径で0.3[mm]高さ）の場合、長方形＋円となる断面。
　２つ目は、ノズル径のままの円（高さがノズル径以上ある場合は、そのままの形状としてる）
　３つ目は、指定幅と積層高さの長方形（左右が出力済の物体があり幅0.2[mm]の溝を埋めるなどの場合）