Зачем нужны многогранные форматы?

После этапа проектирования и анализа файлы автоматизированного проектирования (САПР) обычно преобразуются в форматы файлов многогранников для подготовки и изготовления на 3D-принтерах. STL (STereoLithography или стандартный язык тесселяции) — наиболее распространенный формат файлов многогранников, изначально разработанный для преобразования файлов САПР в читаемый формат для 3D-принтеров в 1987 году.

В целом, нет никаких сомнений в том, что STL имеет свои пределы с точки зрения сохранения замысла проекта. Фактически STL может считывать только геометрию поверхности 3D-объекта без цвета, текстуры или других элементов дизайна. Именно по этой причине Microsoft и другие пытаются продвигать 3MF в качестве альтернативы.

Тем не менее, универсальность и продолжительное использование STL делают его проверенным форматом, на который сегодня полагаются многие инженерные группы, производители и университеты.

Что такое STL?

STL был представлен 30 лет назад для преобразования 3D-объектов, разработанных в пакетах САПР, для использования в стереолитографических 3D-принтерах. С тех пор технология STL распространилась на несколько поколений 3D-принтеров, в том числе созданных на основе различных технологий, таких как экструзия и струйная печать.

Преимущество STL, как и IGES, заключается в том, что он широко применяется в индустрии аддитивного производства. Это позволяет обмениваться файлами между различными организациями (и рабочими процессами), такими как разработчик продукта и партнер по производству, с минимальной потребностью в восстановлении файлов (при условии, что правильное программное обеспечение интегрировано с инструментами, используемыми каждой стороной).

STL кодирует в один из двух форматов — двоичный и ASCII (американский стандартный код для обмена информацией). Двоичный формат позволяет сохранять файлы меньшего размера (упрощая загрузку в 3D-принтер), но используется кодировка ASCII, поскольку ее легче читать и ее можно уточнять.

Однако у STL есть свои ограничения.

Во-первых, STL будет кодировать - посредством тесселяции - только геометрию поверхности 3D-объекта, т. е. он будет опускать цвета, текстуры и другие элементы дизайна исходного дизайна.

Во-вторых, изменения, выполненные в STL, такие как изменение структур поддержки или другие изменения для печати, не возвращаются автоматически к исходному файлу, созданному в САПР. Для обеспечения согласованности необходимо сначала изменить файл САПР, что является односторонним и неэффективным процессом.

В-третьих, STL не может сохранять топологию сетки. Например, если вы используете формат ASCII для уменьшения шероховатости 3D-объекта (т. е. за счет увеличения количества треугольников), результирующий файл может оказаться слишком большим для большинства 3D-принтеров. По сути, вы ограничены необходимостью идти на компромисс между идеальной точностью и практическими ограничениями STL.

Наконец, STL не включает метаданные исходного файла САПР, включая интеллектуальную собственность и информацию об оригинальном дизайнере 3D-объекта.

Форматы файлов, альтернативные STL

Существует множество альтернативных форматов файлов STL, включая OBJ, VRML, FBX и другие. Но, возможно, ведущее движение по вытеснению STL возглавляет консорциум 3MF.

Консорциум 3MF продвигает формат файла 3MF, который, в отличие от STL, может полностью считывать замысел оригинального 3D-объекта. Это включает в себя его цвет, текстуру и метаданные, которые должны позволить новым 3D-принтерам и 3D-принтерам следующего поколения легко и с полной точностью считывать подробные 3D-объекты, созданные в передовых пакетах САПР, таких как SolidWorks.

Технически 3MF очень перспективен. Во-первых, он удваивает ASCII в XML (вместо двоичного), чтобы обеспечить как полную точность деталей, так и уточнение без увеличения размера конечного файла. Во-вторых, он был разработан с возможностью расширения для новых технологий и концепций 3D-печати.

Тем не менее, 3MF — это фактор будущего. Сегодня STL по-прежнему является рабочей лошадкой для подготовки файлов, созданных в пакетах САПР, для 3D-печати. Таким образом, крайне важно, чтобы ваши приложения и 3D-принтеры были направлены на совершенствование использования сегодняшних стандартов, а также, в идеале, на будущее.

В рабочих процессах по-прежнему используется STL

Несмотря на ограничения STL, многие рабочие процессы аддитивного производства по-прежнему используют STL. На самом деле, следует также учитывать, что присущие STL ограничения также в некоторых отношениях благоприятны.

Во-первых, простой файл 3D-объекта без полного замысла проекта и закодированный в двоичном формате (т. е. с небольшой заботой о грубости) может не иметь значения на этапе прототипирования. Вместо этого прототипы разыскиваются для тестирования, проверки и итерации, доводимой до финального дизайна.

Загрузите наше бесплатное практическое исследование о том, как 3D InterOpHelped Renishaw восстанавливает STL-файлы

Загрузить сейчас

Во-вторых, поскольку STL используется уже более 30 лет, индустрия аддитивного производства создала значительную экосистему опыта, а также аппаратных и программных инструментов, чтобы сделать ее использование надежным. Из-за таких ограничений, как стоимость, предприятия вряд ли быстро перейдут на 3MF; скорее, этот сдвиг (если он произойдет) будет происходить только через постепенный и долгосрочный процесс.

Сегодня основное внимание в программных приложениях и оборудовании для 3D-печати должно быть направлено на удовлетворение потребностей современных пользователей в управлении файлами STL. Это не только имеет смысл для бизнеса, поскольку это актуальная проблема, но вы также можете использовать зрелые программные решения, доступные сегодня, для экономичного создания конкурентоспособных решений для аддитивного производства.

Используйте 3D InterOp в своих приложениях и 3D-принтерах

Вы можете помочь своим пользователям сократить время, которое они тратят на восстановление файлов STL. Начните с рассмотрения комплекта разработки программного обеспечения Spatial 3D InterOp (SDK), который позволит вашим конечным пользователям экспортировать файлы CAD в STL с интегрированным восстановлением файлов. Это позволит им сократить время, затрачиваемое на исправление файлов и многое другое, связанное с проектированием основных 3D-объектов и/или процессом печати.

3D InterOp не только позволяет экспортировать файлы из САПР в STL, вы также можете предоставить своим конечным пользователям приложения, способные читать другие форматы САПР, включая SolidWorks, Autodesk и другие ведущие в отрасли пакеты САПР.

Наконец, материнская компания Spatial — Dassault Systèmes — также является одним из основателей консорциума 3MF, который позиционирует Spatial как партнера, занимающегося текущими и будущими разработками в области аддитивного производства.