Получение максимальной отдачи от ваших файлов STL

С момента своего появления в 1987 году файлы STL (стереолитография) оставались форматом по умолчанию для печати в области аддитивного производства. В этом руководстве мы внимательно рассмотрим этот формат файла и поделимся несколькими способами более эффективного использования его возможностей в рамках ваших собственных проектов аддитивного производства.

Как они работают

Файлы STL доступны как в формате ASCII, так и в двоичном формате, хотя на практике двоичные представления чаще используются в аддитивном производстве для минимизации размеров файлов. Файлы в формате ASCII обычно зарезервированы для тестирования новых интерфейсов САПР.

Модели, созданные в виде файлов STL, состоят из связанных треугольников, которые образуют точное представление поверхности твердого объекта. Каждый треугольник представлен на осях X, Y и Z, представляющих его углы и перпендикуляры, и нормали (то есть вектор, указывающий наружу), который определяет внутреннюю часть сетки.

Почему файлы STL?

Популярность формата STL во многом объясняется его простотой и удобством использования. Файлы STL - это простой и практичный способ передачи проектной информации на платформу 3D-печати, которую может генерировать большинство программ САПР. После того, как дизайн был завершен в исходной программе САПР, он экспортируется как файл STL, который затем может быть преобразован в информацию для печати с помощью программы-слайсера. Это делает файл универсальным инструментом, совместимым со всеми используемыми в настоящее время 3D-принтерами.

Однако формат STL имеет значительные ограничения, которые необходимо учитывать. По мере развития технологии аддитивного производства печатные платформы могут работать со все более широким спектром материалов, а также включать дополнительные процессы, такие как впрыскивание цвета. Хотя современные файлы САПР могут передавать широкий спектр информации (включая свойства деталей, типы материалов и требуемые цвета), файлы STL по-прежнему ограничены представлением геометрии печатаемого объекта, поэтому любые дополнительные элементы дизайна, подобные этому, должны быть учтены. по отдельности. Некоторые программные пакеты (например, VisCAM и SolidView) пытались исправить это решение, включив инструменты для представления цвета в двоичных файлах STL, хотя они потребуют дополнительных инвестиций и не совместимы со всеми программами чтения файлов STL.

Кроме того, файлы STL довольно сложно редактировать по сравнению с файлами САПР, поэтому важно, чтобы все данные были должным образом проверены и оптимизированы перед подготовкой к печати, как мы увидим позже в этом руководстве.

Установка правильного разрешения файла

Количество треугольников, используемых в модели (то есть разрешение), определяет уровень детализации и, в свою очередь, размер файла. При слишком низком разрешении треугольники будут видны после печати, при слишком низком разрешении файл, скорее всего, будет содержать детали, которые невозможно распечатать. Расстояние между поверхностью исходного дизайна и поверхностью экспортируемого файла STL называется «высотой хорды». Чем меньше высота хорды, тем более гладкий результат, поэтому в качестве хорошей базовой линии рекомендуется высота хорды 0,001 мм.

При необходимости также можно увеличить разрешение файла, настроив угловой допуск - ограничение на размер угла между нормалями соседних файлов. Обычно это значение составляет 15 °, но уменьшение его приведет к увеличению разрешения выходного файла STL.

Успешное преобразование файлов

Если модель была разработана в другом формате, ее необходимо преобразовать в формат STL, чтобы ее можно было распечатать. Имейте в виду, что файлы STL относительно просты по сравнению со многими проектами на основе САПР, поэтому более сложная информация (например, границы поверхностей) может не передаваться в процессе преобразования файла. Этого можно избежать, увеличив количество используемых треугольников, но это приведет к увеличению размера файла, поэтому необходимо будет соблюдать баланс. Кроме того, некоторые программы CAM могут экстраполировать потерянные данные как часть процесса печати. В RP Platform мы разработали процесс преобразования файлов, который поддерживает различные уровни тесселяции и помогает поддерживать качество и согласованность данных в процессе преобразования.

Проверка файлов перед печатью

Самая важная часть подготовки любого файла к печати - это проверка файла на наличие ошибок данных перед их выводом на печать, поскольку возможности редактирования файлов STL после вывода крайне ограничены. Это должно включать:

• Какой уровень детализации требуется для готовой детали? Точный уровень точности STL, необходимый для достижения желаемого результата, будет зависеть от типа используемого материала. Хорошее практическое правило - стремиться к точности на порядок меньше максимально возможной.
• Невозможно распечатать файлы САПР модели поверхности. Убедитесь, что ваш файл является твердой моделью.
• Какая толщина элемента потребуется? Как правило, для получения четких результатов требуется минимальная толщина 0,020.
• Является ли файл водонепроницаемым, без дырок, зазоров и перекрытий?
• Нет ли в файле неоднородных или общих краев (т. е. краев, соприкасающихся с более чем одной поверхностью)?
• Все ли нормали поверхности направлены от модели?
• Есть ли движущиеся части? В таком случае зазор между ними должен быть не менее 0,5 мм, чтобы избежать прилипания.
• Подойдет ли модель к вашей платформе для 3D-печати? Установите флажок в ограничительной рамке перед отправкой файла на печать. Если необходимо уменьшить масштаб модели, убедитесь, что толщина стенки по-прежнему соответствует минимальным требованиям и что любые несущие рычаги по-прежнему смогут выдерживать требуемую нагрузку.

Рекомендуется использовать специальное программное обеспечение (например, RP Platform) для проверки и восстановления файлов STL в качестве «последней линии защиты» перед печатью, поскольку даже самые незначительные дефекты могут привести к ошибкам печати. Хотя многие платформы включают инструменты для ручных проверок и исправлений, автоматизированный процесс восстановления файлов может устранить любые оставшиеся шансы на человеческую ошибку и, таким образом, помочь вам избежать дорогостоящих ошибок. При условии, что файл был должным образом проверен заранее, любой необходимый ремонт может быть произведен автоматически, без видимого влияния на готовую конструкцию.

Знайте свои материалы

Наконец, хотя файлы STL не содержат никакой информации о материале, из которого будет напечатана модель, стоит учесть это на ранних этапах вашего дизайна и подумать, повлияют ли характеристики материала на качество вашей печати. Например, повлияет ли уровень детализации, достигаемый с выбранным материалом, на ваш выбор разрешения файла?

Знайте свое программное обеспечение
Процесс экспорта файлов STL различается для разных платформ САПР, поэтому помните о различиях между платформами, если вы будете использовать несколько разных.