STL datoteke: Sve što trebate znati o ovom formatu i njegovim alternativama

Ako ste ušli u svijet 3D štampe, sigurno ste vidjeli akronim STL na više od jednog mjesta. Ovi akronimi se odnose na vrsta formata datoteke (sa ekstenzijom .stl) što je bilo veoma važno, iako sada postoje neke alternative. A to je da se 3D dizajni ne mogu štampati takvi kakvi jesu, kao što dobro znate, i potrebni su im neki međukoraci.

Kada imate koncept 3D modela, morate koristiti softver za CAD dizajn i generirati render. Zatim se može izvesti u STL format, a zatim proći kroz rezač koji ga "reže" kako bi se stvorio, na primjer, GCode koji je razumljivo za 3D štampač i tako da se slojevi mogu kreirati dok se komad ne završi. Ali ne brinite ako ga ne razumijete u potpunosti, ovdje ćemo vam objasniti sve što trebate znati.

Obrada 3D modela

Kod konvencionalnih štampača imate program, kao što je PDF čitač, ili uređivač teksta, program za obradu teksta itd., u kojem postoji funkcija za štampanje koja, kada se pritisne, dokument ide u red čekanja za štampanje da bi biti odštampan. Međutim, u 3D štampačima je to malo složenije, jer Potrebne su 3 kategorije softvera Da bi to funkcioniralo:

• Softver za 3D modeliranje: To mogu biti alati za modeliranje ili CAD pomoću kojih možete kreirati model koji želite odštampati. Neki primjeri su:
  • TinkerCAD
  • miješalica
  • BRL-CAD
  • Dizajn Spark Mechanical
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • wings3d
  • Autodesk AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Inventor
  • 3D kosa crta
  • Skica
  • 3D MUP
  • Rhino3D
  • Bioskop 4D
  • Solidni radovi
  • Maya
  • 3DSMax
• Rezači: to je vrsta softvera koji uzima datoteku koju je dizajnirao jedan od prethodnih programa i reže je, odnosno seče na slojeve. Na taj način ga može razumjeti 3D štampač, koji ga, kao što znate, gradi sloj po sloj i pretvara u G-kod (preovlađujući jezik među većinom proizvođača 3D štampača). Ove datoteke također uključuju dodatne podatke kao što su brzina ispisa, temperatura, visina sloja, postoji li višestruka ekstruzija itd. U osnovi, CAM alat koji generiše sva uputstva za štampač da bi mogao da napravi model. Neki primjeri su:
  • Ultimaker Cure
  • Ponavljač
  • Simplify3D
  • slic3r
  • KISSlicer
  • idejni kreator
  • Octo Print
  • 3DPinterOS
• Host štampača ili softver hosta: u 3D štampanju se odnosi na program čija je uslužna funkcija da primi datoteku GCode iz rezača i isporuči kod na sam štampač, obično preko USB porta ili putem mreže. Na ovaj način, štampač može interpretirati ovaj «recept» GCode komandi sa X (0.00), Y (0.00) i Z (0.00) koordinatama na koje se glava mora pomeriti da bi se kreirao objekat i potrebni parametri. U mnogim slučajevima, host softver je integrisan u sam rezač, tako da su obično jedan program (pogledajte primere Slicera).

Ove posljednje dvije tačke obično dolaze sa samim 3D štampačem, kao i konvencionalni drajveri za štampač. Kako god, softver za dizajn Morat ćete ga odabrati zasebno.

Rezanje: šta je 3D klizač

U prethodnom odeljku naučili ste više o klizaču, odnosno softveru koji seče 3D model dizajniran da dobije potrebne slojeve, njegove oblike i dimenzije kako bi 3D štampač znao kako da ga kreira. Kako god, proces rezanja u 3D štampanju prilično je zanimljiva i fundamentalna faza u procesu. Stoga, ovdje možete dobiti više informacija o tome.

El korak po korak proces rezanja neznatno se razlikuje ovisno o korištenoj tehnologiji 3D printanja. I u osnovi možete razlikovati:

• FDM sečenje: U ovom slučaju je potrebna precizna kontrola više osa (X/Y), jer one pokreću glavu u dvije ose i uvelike zahtijevaju kretanje glave za štampanje da bi se izgradio trodimenzionalni objekat. Takođe će uključivati ​​parametre kao što su temperatura mlaznice i hlađenje. Kada rezač generiše GCode, algoritmi unutrašnjeg kontrolera štampača će biti zaduženi za izvršavanje potrebnih komandi.
• SLA sečenje: U ovom slučaju, naredbe moraju uključiti i vremena ekspozicije i brzine uzvišenja. A to je zato što, umjesto nanošenja slojeva ekstruzijom, morate usmjeriti svjetlosni snop na različite dijelove smole da biste je učvrstili i stvorili slojeve, dok podižete objekt kako biste omogućili stvaranje još jednog novog sloja. . Ova tehnika zahtijeva manje pokreta nego FDM, jer se samo reflektirajuće ogledalo kontrolira da usmjerava laser. Osim toga, mora se naglasiti nešto važno, a to je da ovi tipovi štampača obično ne koriste GCode, već obično imaju svoje vlasničke kodove (dakle, potreban im je vlastiti softver za rezanje ili sečenje). Međutim, postoje neki generici za SLA kao što su ChiTuBox i FormWare, koji su kompatibilni sa mnogim 3D štampačima ovog tipa.
• DLP i MSLA rezanje: U ovom drugom slučaju, to će biti slično SLA, ali s tom razlikom što će jedino pomicanje koje je potrebno u njima biti kretanje ploče za izgradnju, koja će se kretati duž Z ose tokom procesa. Ostale informacije će biti orijentirane na izložbeni panel ili ekran.
• Ostalo: Za ostale, kao što su SLS, SLM, EBM, itd., mogu biti primjetne razlike u procesima štampanja. Imajte na umu da se u ova tri navedena slučaja dodaje još jedna varijabla, kao što je ubrizgavanje veziva i zahtijeva složeniji proces rezanja. I na to moramo dodati da model SLS štampača marke neće raditi isto kao konkurentski SLS štampač, pa je potreban poseban softver za sečenje (obično su to vlasnički programi koje obezbeđuje sam proizvođač).

Na kraju, želim da dodam da postoji belgijska kompanija pod nazivom Materijalizirati koji je stvorio a složen softver koji služi u svim tehnologijama 3D štampanja i moćan drajver za 3D štampače tzv Magike. Nadalje, ovaj softver se može poboljšati modulima za generiranje odgovarajuće datoteke za izrezivanje za određene strojeve.

STL fajlovi

Do sada su se upućivale na STL fajlovi, koji su srž ovog članka. Međutim, ovaj popularni format još nije detaljno proučavan. U ovom odeljku ćete to moći detaljno da saznate:

Šta je STL datoteka?

Format STL-fajl to je fajl sa onim što je potrebno drajveru 3D štampača, odnosno da hardver štampača može da ispiše željeni oblik, drugim rečima, omogućava kodiranje geometrije površine trodimenzionalnog objekta. Napravio ga je Chuck Hull iz 3D Systems 80-ih, a akronim nije sasvim jasan.

Geometrijsko kodiranje se može kodirati pomoću Teselacija, interponirajući geometrijske oblike na način da nema preklapanja ili razmaka, odnosno kao mozaik. Na primjer, oblici se mogu sastaviti pomoću trokuta, kao što je slučaj sa GPU renderiranjem. Fina mreža sastavljena od trouglova formiraće celu površinu 3D modela, sa brojem trouglova i koordinatama njihove 3 tačke.

Binarni STL vs ASCII STL

Razlikuje STL u binarnom formatu i STL u ASCII formatu. Dva načina pohranjivanja i predstavljanja informacija ovih pločica i drugih parametara. A Primjer ASCII formata bi:

solid <nombre>

facet normal nx ny nz
outer loop
vertex v1x v1y v1z
vertex v2x v2y v2z
vertex v3x v3y v3z
endloop
endfacet

endsolid <nombre>

Gdje će «vrh» biti potrebne tačke sa svojim XYZ koordinatama. Na primjer, za stvaranje sfernog oblika, možete koristiti ovo primjer ASCII koda.

Kada je 3D oblik vrlo složen ili velik, to će značiti da ima mnogo malih trouglova, čak i više ako je rezolucija veća, što će trokute učiniti manjim da bi se oblici izgladili. To generiše ogromne ASCII STL datoteke. Da bismo to zbili, koristimo STL formati binarne datoteke, kao što su:

UINT8[80] – Header                               - 80 bytes o caracteres de cabecera
UINT32 – Nº de triángulos                    - 4 bytes
for each triangle                                        - 50 bytes
REAL32[3] – Normal vector                  - 12 bytes para el plano de la normal
REAL32[3] – Vertex 1                              - 12 bytes para el vector 1
REAL32[3] – Vertex 2                             - 12 bytes para el vector 2
REAL32[3] – Vertex 3                             - 12 bytes para el vector 3
UINT16 – Attribute byte count              - 2-bytes por triángulo (+2-bytes para información adicional en algunos software)
end

Ako želite, ovdje imate STLB datoteku ili primjer binarnog STL-a za formiranje jednostavna kocka.

Konačno, ako se pitate da li bolje je ASCII ili binarni, istina je da se binarne datoteke uvijek preporučuju za 3D printanje zbog njihove manje veličine. Međutim, ako želite da pregledate kod i ručno ga otklonite, onda nemate drugog načina da to učinite osim pomoću ASCII-a i uređivanja, jer je intuitivnije za tumačenje.

Prednosti i nedostaci STL-a

STL datoteke kao i obično imaju svoje prednosti i mane. Važno je da ih poznajete kako biste utvrdili da li je to pravi format za vaš projekat ili kada ga ne biste trebali koristiti:

• Ventajas:
  • To je a univerzalni i kompatibilni format sa skoro svim 3D štampačima, zato je toliko popularan protiv drugih kao što su VRML, AMF, 3MF, OBJ, itd.
  • Vlasnik a zrelog ekosistema, a na internetu je lako pronaći sve što vam treba.
• Nedostaci:
  • Ograničenja količine informacija koje možete uključiti, jer se ne može koristiti za boje, aspekte ili druge dodatne metapodatke koji uključuju autorska prava ili autorstvo.
  • La vjernost je još jedna od njegovih slabih tačaka. Rezolucija nije baš dobra kada radite sa štampačima visoke rezolucije (mikrometarske), jer bi broj trouglova potrebnih za glatko opisivanje krivulja bio ogroman.

Nisu svi STL prikladni za 3D štampanje

Čini se da bilo koji STL fajl može da se koristi za štampanje u 3D, ali istina je takva nisu svi .stl za štampanje. To je jednostavno datoteka formatirana da sadrži geometrijske podatke. Da bi bili štampani, morali bi da imaju podatke o debljini, kao i druge potrebne podatke. Ukratko, STL garantuje da se model može dobro videti na ekranu računara, ali geometrijska figura možda neće biti čvrsta da je odštampana takva kakva jeste.

Pa probaj provjerite da li je STL (ako ga niste sami kreirali) važi za 3D štampanje. To će vam uštedjeti mnogo izgubljenog vremena, a također i potrošene filamente ili smole na pogrešnom modelu.

Kontroverza

Da biste završili ovu tačku, trebali biste znati da ih ima kontroverze oko toga da li koristiti ovu vrstu datoteke ili ne. Iako još uvijek ima mnogo ljudi okolo, neki već smatraju STL mrtvim u poređenju sa alternativama. A neki od razloga koje navode za izbjegavanje STL-a za 3D dizajn su:

• loša rezolucija budući da će se prilikom triangulacije neki kvalitet izgubiti u odnosu na CAD model.
• Gube se boja i tekstura, nešto što drugi aktuelniji formati već dozvoljavaju.
• Nema kontrole paddinga napredni.
• Druge datoteke su produktivnije kada ih uređujete ili pregledate nego STL u slučaju da je potrebno bilo kakvo ispravljanje.

Softver za .stl

Neki od Često postavljana pitanja o STL formatu datoteke obično se odnose na to kako se ovaj format može kreirati, ili kako se može otvoriti, pa čak i kako se može modificirati. Evo ovih pojašnjenja:

Kako otvoriti STL datoteku

Ako se pitate kako otvorite STL datoteku, to možete učiniti na nekoliko načina. Jedan od njih je putem nekih onlajn pregledača, ili takođe sa softverom instaliranim na vašem računaru. Evo nekih od najboljih opcija:

• Online:
  • STL ViewSTL
  • Autodesk Viewer
• Windows: Microsoft 3D Viewer
• GNU/Linux: gmsh
• MacOS: Pregled ili prijatno3d
• iOS / iPadOS: STL SimpleViewer
• Android: Brzi STL preglednik

Kako kreirati STL fajl

para kreirajte STL fajlove, također imate dobar repertoar softvera za sve platforme, pa čak i online opcije kao što su:

• Online: TinkerCAD, Skica, OnShape
• Windows: FreeCAD, blender, mesh lab
• GNU/Linux: FreeCAD, blender, mesh lab
• MacOS: FreeCAD, blender, mesh lab
• iOS / iPadOS:*
• Androidi: *

Kako urediti STL fajl

U ovom slučaju dozvoljava i softver koji je sposoban da kreira uredite STL datoteku, dakle, da biste vidjeli programe, možete vidjeti prethodnu tačku.

Alternative

Malo po malo su se pojavili neki alternativni formati za dizajne za 3D štampanje. Ovi drugi formati su takođe veoma važni i uključuju:

• PLY (format poligona): Ove datoteke imaju ekstenziju .ply i to je format za poligone ili trouglove. Dizajniran je za skladištenje trodimenzionalnih podataka sa 3D skenera. Ovo je jednostavan geometrijski opis objekta, kao i drugih svojstava kao što su boja, prozirnost, normalne površine, koordinate teksture itd. I, baš kao i STL, postoji ASCII i binarna verzija.
• OBJ: Datoteke sa ekstenzijom .obj su također datoteke definicije geometrije. Razvio ih je Wavefront Technologies za softver pod nazivom Advanced Visualizer. Trenutno je otvorenog koda i usvojen je u mnogim 3D grafičkim programima. Također pohranjuje jednostavne geometrijske informacije o objektu, kao što je pozicija svakog vrha, tekstura, normala, itd. Deklarisanjem vrhova u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ne morate eksplicitno deklarirati normalna lica. Također, koordinate u ovom formatu nemaju jedinice, ali mogu sadržavati informacije o mjerilu.
• 3MF (3D Manufacturing Format): Ovaj format je pohranjen u .3mf datotekama, standardu otvorenog koda koji je razvio 3MF Consortium. Geometrijski format podataka za aditivnu proizvodnju baziran je na XML-u. Može uključivati ​​informacije o materijalima, o boji, itd.
• VRML (jezik za modeliranje virtuelne stvarnosti): kreirao je Web3D konzorcij. Ove datoteke imaju format čiji je cilj predstavljanje interaktivnih trodimenzionalnih scena ili objekata, kao i boje površine itd. I oni su osnova X3D (eXtensible 3D Graphics).
• AMF (format za aditivnu proizvodnju): Format datoteke (.amf) koji je također standard otvorenog koda za opis objekata za procese aditivne proizvodnje za 3D štampanje. Takođe je baziran na XML-u i kompatibilan je sa bilo kojim softverom za CAD dizajn. I stigao je kao nasljednik STL-a, ali s poboljšanjima kao što je uključivanje izvorne podrške za boje, materijale, uzorke i sazviježđa.
• WRL: VRML ekstenzija.

Šta je GCode?

Izvor: https://www.researchgate.net/figure/An-example-of-the-main-body-in-G-code_fig4_327760995

Mnogo smo razgovarali o programskom jeziku GCode, jer je on danas ključni dio procesa 3D štampanja, prelazeći sa STL dizajna na G-kod koji je datoteka sa uputstvima i kontrolnim parametrima 3D štampača. Konverzija koju će automatski izvršiti softver za sečenje.

Ovaj kod ima komande, koji govore štampaču kako i gde da ekstrudira materijal da dobije deo, tipa:

• G: Ove kodove univerzalno razumiju svi štampači koji koriste G kodove.
• M: Ovo su specifični kodovi za određene serije 3D štampača.
• Ostalo: postoje i drugi izvorni kodovi drugih mašina, kao što su funkcije F, T, H, itd.

Kao što možete vidjeti na prethodnoj slici primjera, niz linije koda koje nisu ništa drugo do koordinate i drugi parametri koji 3D štampaču govore šta da radi, kao da je recept:

• X I Z: su koordinate tri tiskarske ose, odnosno ono što ekstruder mora kretati u jednom ili drugom smjeru, pri čemu su koordinate ishodišta 0,0,0. Na primjer, ako postoji broj veći od 0 u X, on će se pomaknuti na tu koordinatu u smjeru širine 3D štampača. Dok ako postoji broj iznad 0 u Y, glava će se pomicati prema van i u smjeru zone za ispis. Konačno, bilo koja vrijednost veća od 0 u Z će uzrokovati da se skroluje do te određene koordinate odozdo prema gore. To jest, s obzirom na komad, može se reći da bi X bila širina, Y dubina ili dužina, a Z visina.
• F: će označiti brzinu kojom se glava štampača pomera u mm/min.
• E: odnosi se na dužinu ekstruzije u milimetrima.
• ;: sav tekst kojem prethodi ; to je komentar i štampač ga ignoriše.
• G28: Obično se izvodi na početku tako da se glava pomera do graničnika. Ako nije navedena nijedna osa, pisač će pomjeriti sve 3, ali ako je određena određena, primijeniti će je samo na tu.
• G1: To je jedna od najpopularnijih G komandi, jer ona naređuje 3D štampaču da deponuje materijal dok se kreće linearno do označene koordinate (X,Y). Na primjer, G1 X1.0 Y3.5 F7200 ukazuje na taloženje materijala duž područja označenog koordinatama 1.0 i 3.5 i to brzinom od 7200 mm/min, odnosno 120 mm/s.
• G0: radi isto kao i G1, ali bez ekstrudiranja materijala, odnosno pomiče glavu bez nanošenja materijala, za one pokrete ili područja gdje se ništa ne smije taložiti.
• G92: govori štampaču da postavi trenutni položaj svojih osa, što je zgodno kada želite da promenite lokaciju osi. Vrlo se koristi odmah na početku svakog sloja ili u povlačenju.
• M104: naredba za zagrijavanje ekstrudera. Koristi se na početku. Na primjer, M104 S180 T0 bi značilo da se ekstruder T0 zagrijava (ako postoji dvostruka mlaznica to bi bili T0 i T1), dok S određuje temperaturu, u ovom slučaju 180ºC.
• M109: slično gore navedenom, ali označava da ispis treba pričekati dok se ekstruder ne dostigne temperaturu prije nego što nastavi s bilo kojom drugom komandom.
• M140 i M190: slične dvije prethodne, ali nemaju parametar T, jer se u ovom slučaju odnosi na temperaturu kreveta.

Naravno, ovaj G kod radi za FDM štampače, budući da će za smole biti potrebni drugi parametri, ali sa ovim primjerom dovoljno je da shvatite kako to funkcionira.

Konverzije: STL u…

Konačno, još jedna od stvari koje izazivaju najviše nedoumica među korisnicima, s obzirom na broj različitih formata koji postoje, dodajući one 3D CAD dizajna, i kodove koje generiraju različiti sliceri, je kako se pretvaraju iz jednog u drugi. Evo ti neke od najtraženijih konverzija:

• Pretvorite iz STL u GCode: Može se pretvoriti pomoću softvera za rezanje, jer je to jedan od njegovih ciljeva.
• Pređite sa STL na Solidworks: može se uraditi sa samim Solidworksom. Otvori > u pretraživaču datoteka promijeniti u format STL (*.stl) > opcije > promijeniti import as a čvrsto telo o čvrsta površina > prihvatiti > pregledajte i kliknite na STL koji želite da uvezete > Otvori > sada možete vidjeti otvoreni model i stablo karakteristika na lijevoj strani > Uvezeno > FeatureWorks > Prepoznajte karakteristike > i bilo bi spremno.
• Pretvorite sliku u STL ili JPG/PNG/SVG u STL: Možete koristiti usluge na mreži kao što su Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D, itd, ili koristiti neke AI alate, pa čak i softver kao što je Blender itd., za generiranje 3D modela iz slike, a zatim izvoz u STL.
• Pretvorite iz DWG u STL: To je CAD datoteka i mnogi softveri za CAD dizajn se mogu koristiti za konverziju. Na primjer:
  • AutoCAD: Izlaz > Pošalji > Izvezi > unesite naziv datoteke > odaberite tip Litografija (*.stl) > Sačuvaj.
  • SolidWorks: Datoteka > Sačuvaj kao > Sačuvaj kao STL > Opcije > Rezolucija > Fino > U redu > Sačuvaj.
• Od OBJ do STL: Mogu se koristiti obje usluge online konverzije, kao i neki lokalni softverski alati. Na primjer, sa Spin3D možete učiniti sljedeće: Dodajte datoteke > Otvori > odaberite odredišnu mapu u Sačuvaj u folderu > Odaberite Izlazni format > stl > pritisnite tipku Pretvori i pričekajte da se proces završi.
• Prijeđite sa Sketchup-a na STL: Možete to učiniti sa samim Sketchupom na jednostavan način, budući da ima i funkcije uvoza i izvoza. U ovom slučaju morate izvesti sljedeće korake kada imate otvorenu datoteku Sketchup: Datoteka > Izvoz > 3D model > odaberite gdje želite spremiti STL > Sačuvaj kao STereolithography File (.stl) > Izvoz.

više informacija

• Najbolji 3D štampači od smole
• 3D skener
• Rezervni delovi za 3D štampač
• Filamenti i smola za 3D štampače
• Najbolji industrijski 3D štampači
• Najbolji 3D štampači za dom
• Najbolji jeftini 3D štampači
• Kako odabrati najbolji 3D štampač
• Vrste 3D štampača
• Vodič za početak 3D štampanja