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

Ako ste ušli u svijet 3D ispisa, sigurno ste akronim STL vidjeli na više od jednog mjesta. Ovi se akronimi odnose na vrsta formata datoteke (s ekstenzijom .stl) što je bilo vrlo važno, iako sada postoje neke alternative. A to je da se 3D dizajni ne mogu ispisati takvi kakvi jesu, kao što dobro znate, i trebaju 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 printer i tako da se slojevi mogu stvarati dok se komad ne dovrši. Ali ne brinite ako ga ne razumijete u potpunosti, ovdje ćemo vam objasniti sve što trebate znati.

Obrada 3D modela

Kod konvencionalnih pisača imate program, kao što je PDF čitač, ili uređivač teksta, program za obradu teksta itd., u kojem postoji funkcija za ispis da, kada se pritisne, dokument ide u red čekanja za ispis kako bi biti tiskan. Međutim, u 3D printerima 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 u kojima se kreira model koji želite ispisati. Neki primjeri su:
  • TinkerCAD
  • Miješalica
  • BRL-CAD
  • Dizajn Spark Mehanički
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • krila3d
  • Autodesk AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Izumitelj
  • 3D kosa crta
  • Sketchup
  • 3D MUP
  • Rhino3D
  • kino 4D
  • SolidWorks
  • Maya
  • 3DS maks
• Rezači: to je vrsta softvera koji uzima datoteku koju je dizajnirao jedan od prethodnih programa i reže je, odnosno reže je na slojeve. Na taj način ga može razumjeti 3D printer koji ga, kao što znate, gradi sloj po sloj i pretvara u G-Code (prevladavajući jezik među većinom proizvođača 3D pisača). Ove datoteke također uključuju dodatne podatke kao što su brzina ispisa, temperatura, visina sloja, postoji li višestruka ekstruzija itd. U osnovi CAM alat koji generira sve upute za pisač kako bi mogao napraviti model. Neki primjeri su:
  • Ultimaker lijek
  • Ponavljač
  • Pojednostavite3D
  • slic3r
  • KISSlicer
  • IdejaMaker
  • Octo Print
  • 3DPinterOS
• Host za pisač ili softver glavnog računala: u 3D ispisu odnosi se na program čija je pomoć primanje datoteke GCode iz reznog uređaja i isporuka koda na sam pisač, obično putem USB priključka ili putem mreže. Na taj način pisač može interpretirati ovaj «recept» GCode naredbi s koordinatama X (0.00), Y (0.00) i Z (0.00) na koje se glava mora pomaknuti da bi se stvorio objekt i potrebni parametri. U mnogim slučajevima, glavni softver integriran je u sam rezač, tako da su obično jedan program (pogledajte primjere Slicera).

Ove zadnje dvije točke obično dolaze sa samim 3D printerom, poput uobičajenih upravljačkih programa pisača. Međutim, softver za dizajn Morat ćete ga odabrati zasebno.

Rezanje: što je 3D klizač

U prethodnom odjeljku naučili ste više o klizaču, odnosno softveru koji reže 3D model dizajniran da dobije potrebne slojeve, njegove oblike i dimenzije kako bi ga 3D printer znao izraditi. Međutim, proces rezanja u 3D ispisu prilično je zanimljiva i temeljna faza u procesu. Stoga ovdje možete dobiti više informacija o tome.

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

• FDM rezanje: U ovom slučaju potrebna je precizna kontrola više osi (X/Y), budući da one pomiču glavu u dvije osi i uvelike zahtijevaju pomicanje ispisne glave kako bi se izgradio trodimenzionalni objekt. Također će uključivati ​​parametre kao što su temperatura mlaznice i hlađenje. Nakon što rezač generira GCode, algoritmi internog kontrolera pisača bit će zaduženi za izvršavanje potrebnih naredbi.
• SLA rezanje: U ovom slučaju, naredbe također moraju uključivati ​​vremena ekspozicije i brzine elevacije. A to je zato što, umjesto nanošenja slojeva ekstruzijom, morate usmjeriti svjetlosnu zraku na različite dijelove smole kako biste je učvrstili i stvorili slojeve, dok podižite objekt kako biste omogućili stvaranje još jednog novog sloja. . Ova tehnika zahtijeva manje pokreta od FDM, budući da je samo reflektirajuće zrcalo kontrolirano za usmjeravanje lasera. Osim toga, potrebno je istaknuti nešto važno, a to je da ove vrste pisača obično ne koriste GCode, već obično imaju svoje vlasničke kodove (dakle, trebaju svoj softver za rezanje ili rezanje). Međutim, postoje neki generici za SLA kao što su ChiTuBox i FormWare, koji su kompatibilni s mnogim 3D pisačima ove vrste.
• DLP i MSLA rezanje: U ovom drugom slučaju, to će biti slično SLA, ali s tom razlikom da će jedino kretanje koje je potrebno u njima biti kretanje ploče za izradu, koja će se kretati duž Z osi tijekom procesa. Ostale informacije bit će usmjerene na izložbeni panel ili ekran.
• drugo: Za ostale, kao što su SLS, SLM, EBM, itd., mogu biti primjetne razlike u procesima ispisa. Imajte na umu da se u ova tri spomenuta slučaja dodaje još jedna varijabla, kao što je ubrizgavanje veziva i zahtijeva složeniji proces rezanja. Uz to moramo dodati da model SLS pisača neke marke neće raditi isto kao SLS pisač konkurencije, pa je potreban poseban softver za rezanje (obično su to vlasnički programi koje osigurava sam proizvođač).

Na kraju, želio bih dodati da postoji belgijska tvrtka tzv Materijalizirati koji je stvorio a složeni softver koji služi u svim tehnologijama 3D ispisa i moćan drajver za 3D pisače tzv magije. Nadalje, ovaj se softver može poboljšati modulima za generiranje odgovarajuće datoteke rezanja za određene strojeve.

STL datoteke

Do sada su se upućivale na STL datoteke, koji su srž ovog članka. Međutim, ovaj popularni format još nije detaljno proučavan. U ovom odjeljku moći ćete ga detaljnije upoznati:

Što je STL datoteka?

Format STL-datoteka to je datoteka s onim što je potrebno upravljačkom programu 3D pisača, odnosno da hardver pisača može ispisati željeni oblik, drugim riječima, omogućuje kodiranje geometrije površine trodimenzionalnog objekta. Stvorio ju je Chuck Hull iz 3D Systems 80-ih, a akronim nije sasvim jasan.

Geometrijsko kodiranje može se kodirati pomoću Teselacija, umetanje geometrijskih oblika na način da nema preklapanja ili razmaka, odnosno poput mozaika. Na primjer, oblici se mogu sastaviti pomoću trokuta, kao što je slučaj s GPU renderiranjem. Fina mreža sastavljena od trokuta formirat će cijelu površinu 3D modela, s brojem trokuta i koordinatama njihove 3 točke.

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 točke s odgovarajućim XYZ koordinatama. Na primjer, za stvaranje sferni oblik, možete koristiti ovo primjer ASCII koda.

Kada je 3D oblik vrlo složen ili velik, to će značiti da ima mnogo malih trokuta, čak i više ako je razlučivost veća, što će trokute učiniti manjim kako bi se izgladili oblici. To stvara ogromne ASCII STL datoteke. Da bismo to zbili, koristimo se 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 je bolje ASCII ili binarni, istina je da se binarne datoteke uvijek preporučuju za 3D ispis zbog njihove manje veličine. Međutim, ako želite pregledati kôd i ručno ga otkloniti, onda nemate drugog načina da to učinite osim korištenjem ASCII-a i uređivanja, jer je intuitivnije za tumačenje.

Prednosti i nedostaci STL-a

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

• Prednost:
  • To je univerzalni i kompatibilan format s gotovo svim 3D pisačima, zato je toliko popularan protiv drugih poput VRML, AMF, 3MF, OBJ, itd.
  • Vlasnik je zreli ekosustav, 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 točaka. Razlučivost nije baš dobra pri radu s pisačima visoke razlučivosti (mikrometarski), jer bi broj trokuta potrebnih za glatko opisivanje krivulja bio ogroman.

Nisu svi STL prikladni za 3D ispis

Čini se da se bilo koja STL datoteka može koristiti za ispis u 3D, ali istina je takva nisu svi .stl ispisivi. To je jednostavno datoteka formatirana da sadrži geometrijske podatke. Da bi se mogli ispisati, trebali bi imati podatke o debljinama i druge potrebne podatke. Ukratko, STL jamči da se model može dobro vidjeti na ekranu računala, ali geometrijski lik možda neće biti čvrst da je ispisan takav kakav jest.

Zato pokušaj provjerite je li STL (ako ga niste sami izradili) vrijedi za 3D ispis. To će vam uštedjeti puno izgubljenog vremena, a također i potrošene niti ili smolu na pogrešnom modelu.

Polemika

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

• loša rezolucija budući da će se prilikom triangulacije nešto izgubiti u kvaliteti u odnosu na CAD model.
• Gube se boja i tekstura, nešto što drugi aktualniji formati već dopuštaju.
• Nema kontrole paddinga napredni.
• Ostale datoteke su produktivnije kada ih uređujete ili pregledavate 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 stvoriti, ili kako se može otvoriti, pa čak i kako se može mijenjati. Evo ovih pojašnjenja:

Kako otvoriti STL datoteku

Ako se pitate kako otvorite STL datoteku, možete to učiniti na nekoliko načina. Jedan od njih je putem nekih online gledatelja, ili također sa softverom instaliranim na vašem računalu. Evo nekih od najboljih opcija:

• Na liniji:
  • STL PogledSTL
  • Autodesk Viewer
• Windows: Microsoft 3D preglednik
• GNU/Linux: gmsh
• macOS: Pregled ili Ugodan 3D
• iOS / iPadOS: STL SimpleViewer
• Android: Brzi STL preglednik

Kako stvoriti STL datoteku

u stvoriti STL datoteke, također imate dobar repertoar softvera za sve platforme, pa čak i online opcije kao što su:

• Na liniji: TinkerCAD, Sketchup, OnShape
• Windows: FreeCAD, Miješalica, mrežasti laboratorij
• GNU/Linux: FreeCAD, Miješalica, mrežasti laboratorij
• macOS: FreeCAD, Miješalica, mrežasti laboratorij
• iOS / iPadOS:*
• Androidi: *

Kako urediti STL datoteku

U ovom slučaju dopušta i softver koji je sposoban izraditi uredite STL datoteku, dakle, da biste vidjeli programe, možete vidjeti prethodnu točku.

Alternative

Malo po malo su se pojavili neki alternativni formati za dizajne za 3D ispis. Ovi drugi formati također su vrlo važni, a uključuju:

• PLY (format datoteke poligona): Ove datoteke imaju ekstenziju .ply i to je format za poligone ili trokute. Dizajniran je za pohranu trodimenzionalnih podataka s 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 s ekstenzijom .obj također su 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 položaj svakog vrha, tekstura, normala itd. Deklariranjem 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 proizvodni format): Ovaj format je pohranjen u .3mf datotekama, standardu otvorenog koda koji je razvio 3MF Consortium. Geometrijski format podataka za aditivnu proizvodnju temelji se na XML-u. Može uključivati ​​informacije o materijalima, o boji itd.
• VRML (jezik za modeliranje virtualne stvarnosti): kreirao je konzorcij Web3D. Ove datoteke imaju format čiji je cilj predstavljati interaktivne trodimenzionalne scene ili objekte, kao i boju površine itd. I oni su osnova X3D (eXtensible 3D Graphics).
• AMF (format za aditivnu proizvodnju): Format datoteke (.amf) koji je također open source standard za opis objekata za procese aditivne proizvodnje za 3D ispis. Također se temelji na XML-u i kompatibilan je s bilo kojim softverom za CAD dizajn. I stigao je kao nasljednik STL-a, ali s poboljšanjima kao što je uključenje izvorne podrške za boje, materijale, uzorke i sazviježđa.
• WRL: VRML proširenje.

Što 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 ispisa, prelazeći od STL dizajna do G-kod koji je datoteka s uputama i kontrolnim parametrima 3D pisača. Pretvorba koju će softver za rezanje automatski izvesti.

Ovaj kod ima zapovjednik, koji govore pisaču kako i gdje ekstrudirati materijal da dobije dio, tipa:

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

Kao što možete vidjeti na prethodnoj slici primjera, niz linije koda koji nisu ništa više od koordinata i drugih parametara koji govore 3D pisaču što da radi, kao da je recept:

• X I Z: su koordinate triju tiskarskih osi, odnosno ono što se 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, pomaknut će se na tu koordinatu u smjeru širine 3D pisača. Dok ako postoji broj iznad 0 u Y, glava će se pomicati prema van i u smjeru zone ispisa. Konačno, bilo koja vrijednost veća od 0 u Z će uzrokovati pomicanje do te određene koordinate odozdo prema gore. Drugim riječima, s obzirom na komad, može se reći da bi X bila širina, Y dubina ili duljina, a Z visina.
• F: označava brzinu kojom se glava pisača pomiče u mm/min.
• E: odnosi se na duljinu ekstruzije u milimetrima.
• ;: sav tekst kojem prethodi ; to je komentar i pisač ga ignorira.
• G28: Obično se izvodi na početku tako da se glava pomiče do zaustavljanja. Ako nije navedena nijedna osi, pisač će premjestiti sve 3, ali ako je određena određena, primijeniti će je samo na tu.
• G1: To je jedna od najpopularnijih G naredbi, budući da je ona koja naređuje 3D pisaču da deponira materijal dok se linearno kreće prema označenoj koordinati (X,Y). Na primjer, G1 X1.0 Y3.5 F7200 označava 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 istiskivanja materijala, odnosno pomiče glavu bez taloženja materijala, za one pokrete ili područja gdje se ništa ne smije taložiti.
• G92: govori pisaču da postavi trenutni položaj svojih osi, što je zgodno kada želite promijeniti položaj 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 naredbom.
• 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 pisače tipa FDM, budući da će oni od smole trebati druge parametre, ali s ovim primjerom dovoljno je da shvatite kako to radi.

Pretvorbe: 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 rezači, jest kako se pretvoriti iz jednog u drugi. Ovdje imate neke od najtraženijih pretvorbi:

• Pretvorite iz STL u GCode: Može se pretvoriti pomoću softvera za rezanje, budući da je to jedan od njegovih ciljeva.
• Prijeđite sa STL-a na Solidworks: može se napraviti sa samim Solidworksom. Otvoriti > u File Exploreru promijenite format STL (*.stl) > opcije > promijeniti uvoz kao a čvrsto tijelo o čvrsta površina > prihvatiti > pregledajte i kliknite na STL koji želite uvesti > Otvoriti > sada možete vidjeti otvoreni model i stablo značajki na lijevoj strani > Uvozni > FeatureWorks > Prepoznajte značajke > i bilo bi spremno.
• Pretvorite sliku u STL ili JPG/PNG/SVG u STL: Možete koristiti online usluge kao što su Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D, itd., ili koristiti neke AI alate, pa čak i softver poput Blendera itd., za generiranje 3D modela iz slike, a zatim izvoz u STL.
• Pretvori iz DWG u STL: To je CAD datoteka, a mnogi softveri za CAD dizajn mogu se koristiti za pretvorbu. Na primjer:
  • AutoCAD: Izlaz > Pošalji > Izvezi > unesite naziv datoteke > odaberite vrstu Litografija (*.stl) > Spremi.
  • SolidWorks: Datoteka > Spremi kao > Spremi kao STL > Opcije > Rezolucija > Fino > U redu > Spremi.
• Od OBJ do STL: Možete koristiti i usluge online konverzije, kao i neke lokalne softverske alate. Na primjer, sa Spin3D možete učiniti sljedeće: Dodajte datoteke > Otvori > odaberite odredišnu mapu u Spremi u mapi > Odaberite Izlazni format > stl > pritisnite gumb Pretvori i pričekajte da se proces završi.
• Prijeđite sa Sketchupa na STL: Možete to učiniti sa samim Sketchupom na jednostavan način, budući da ima 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 > Spremi kao STereolithography File (.stl) > Izvoz.

više informacija

• Najbolji 3D pisači od smole
• 3D skener
• Rezervni dijelovi za 3D printer
• Filamenti i smola za 3D printere
• Najbolji industrijski 3D pisači
• Najbolji 3D printeri za dom
• Najbolji jeftini 3D printeri
• Kako odabrati najbolji 3D printer
• Vrste 3D printera
• Vodič za početak 3D ispisa