STL faili: viss, kas jums jāzina par šo formātu un tā alternatīvām

Ja esat ienācis 3D drukāšanas pasaulē, noteikti esat redzējis akronīmu STL vairāk nekā vienā vietā. Šie akronīmi attiecas uz faila formāta veids (ar paplašinājumu .stl) kas ir bijis ļoti svarīgi, lai gan tagad ir dažas alternatīvas. Un tas ir tas, ka 3D dizainus nevar izdrukāt tādus, kādi tie ir, kā jūs labi zināt, un tiem ir jāveic daži starpposmi.

Ja jums ir 3D modeļa koncepcija, jums ir jāizmanto CAD projektēšanas programmatūra un jāģenerē renderējums. Pēc tam to var eksportēt STL formātā un pēc tam izlaist caur šķēlēju, kas to “sagriež”, lai izveidotu, piemēram, GCode, kas ir saprotams ar 3D printeri un lai slāņus varētu veidot līdz gabala pabeigšanai. Bet neuztraucieties, ja jūs to pilnībā nesaprotat, šeit mēs izskaidrosim visu, kas jums jāzina.

3D modeļu apstrāde

Ar parastajiem printeriem jums ir programma, piemēram, PDF lasītājs vai teksta redaktors, vārdu procesors utt., kurā ir drukāšanas funkcija, kuru nospiežot, dokuments nonāks drukas rindā, jādrukā. Tomēr 3D printeros tas ir nedaudz sarežģītāk, jo Nepieciešamas 3 programmatūras kategorijas Lai tas darbotos:

• 3D modelēšanas programmatūra: tie var būt modelēšanas vai CAD rīki, lai izveidotu modeli, kuru vēlaties drukāt. Daži piemēri:
  • TinkerCAD
  • blenderis
  • BRL-CAD
  • Dizains Spark Mechanical
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • Spārni3D
  • Autodesk AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Inventor
  • 3D slīpsvītra
  • Sketchup
  • 3D IeM
  • Rhino3D
  • kino 4D
  • SolidWorks
  • Maya
  • 3DS maks
• Griezēji: tas ir programmatūras veids, kas ņem vienā no iepriekšējām programmām izstrādāto failu un sagriež to šķēlēs, tas ir, sagriež slāņos. Tādā veidā to var saprast 3D printeris, kas, kā zināms, veido to slāni pa slānim un pārvērš G-Code (valodā, kas dominē vairumā 3D printeru ražotāju). Šajos failos ir iekļauti arī papildu dati, piemēram, drukāšanas ātrums, temperatūra, slāņa augstums, ja ir vairāku ekstrūzija utt. Būtībā CAM rīks, kas ģenerē visas instrukcijas, lai printeris varētu izveidot modeli. Daži piemēri:
  • Ultimaker izārstēt
  • Atkārtotājs
  • Vienkāršojiet3D
  • slic3r
  • KISSlicer
  • Ideju veidotājs
  • Oktobra drukāšana
  • 3DPrinterOS
• Printera resursdators vai resursdatora programmatūra: 3D drukāšanā tas attiecas uz programmu, kuras utilīta ir GCode faila saņemšana no griezēja un koda piegāde pašam printerim, parasti izmantojot USB portu vai tīklu. Tādā veidā printeris var interpretēt šo GCode komandu «recepti» ar X (0.00), Y (0.00) un Z (0.00) koordinātām, uz kurām jāpārvieto galva, lai izveidotu objektu un nepieciešamos parametrus. Daudzos gadījumos resursdatora programmatūra ir integrēta pašā griezējā, tāpēc tās parasti ir viena programma (skatiet sagriešanas rīku piemērus).

Šie pēdējie divi punkti tie parasti tiek piegādāti kopā ar pašu 3D printeri, tāpat kā parastie printera draiveri. tomēr projektēšanas programmatūra Jums tas būs jāizvēlas atsevišķi.

Sagriešana: kas ir 3D slīdnis

Iepriekšējā sadaļā jūs uzzinājāt vairāk par slīdni, tas ir, programmatūru, kas izgriež 3D modeli, kas paredzēts, lai iegūtu nepieciešamos slāņus, tā formas un izmērus, lai 3D printeris zinātu, kā to izveidot. tomēr sagriešanas process 3D drukāšanā tas ir diezgan interesants un būtisks procesa posms. Tāpēc šeit jūs varat iegūt vairāk informācijas par to.

El soli pa solim griešanas process nedaudz atšķiras atkarībā no izmantotās 3D drukas tehnoloģijas. Un būtībā jūs varat atšķirt:

• FDM sagriešana: Šajā gadījumā ir nepieciešama precīza vairāku asu (X/Y) vadība, jo tās pārvieto galviņu pa divām asīm un ļoti prasa drukas galviņas kustību, lai izveidotu trīsdimensiju objektu. Tajā būs iekļauti arī tādi parametri kā sprauslas temperatūra un dzesēšana. Kad griezējs ir ģenerējis GCode, iekšējā printera draivera algoritmi būs atbildīgi par nepieciešamo komandu izpildi.
• SLA sagriešana: šajā gadījumā komandās jāiekļauj arī ekspozīcijas laiki un pacēluma ātrumi. Un tas ir tāpēc, ka tā vietā, lai nogulsnētu slāņus ar ekstrūzijas palīdzību, jums ir jānovirza gaismas stars uz dažādām sveķu daļām, lai tās nostiprinātu un izveidotu slāņus, vienlaikus paceļot objektu, lai varētu izveidot citu jaunu slāni. Šis paņēmiens prasa mazāk kustību nekā FDM, jo lāzera virzīšanai tiek kontrolēts tikai atstarojošs spogulis. Turklāt ir jāuzsver kaut kas svarīgs, proti, šāda veida printeri parasti neizmanto GCode, bet tiem parasti ir savi patentēti kodi (tādēļ tiem ir nepieciešama sava griešanas vai griešanas programmatūra). Tomēr ir daži SLA vispārīgie līdzekļi, piemēram, ChiTuBox un FormWare, kas ir saderīgi ar daudziem šāda veida 3D printeriem.
• DLP un MSLA sagriešana: Citā gadījumā tas būs līdzīgs SLA, bet ar atšķirību, ka vienīgā kustība, kas tajās ir nepieciešama, būs konstrukcijas plāksnes kustība, kas procesa laikā virzīsies pa Z asi. Pārējā informācija tiks orientēta uz izstādes paneli vai ekrānu.
• Cits: Pārējiem, piemēram, SLS, SLM, EBM utt., drukāšanas procesos var būt ievērojamas atšķirības. Ņemiet vērā, ka šajos trīs minētajos gadījumos tiek pievienots arī cits mainīgais, piemēram, saistvielas iesmidzināšana, un tam ir nepieciešams sarežģītāks sagriešanas process. Un tam jāpiebilst, ka zīmola SLS printera modelis nedarbosies tāpat kā konkurentu SLS printeris, tāpēc ir nepieciešama īpaša griešanas programmatūra (tās parasti ir paša ražotāja nodrošinātas patentētas programmas).

Nobeigumā vēlos piebilst, ka ir Beļģijas uzņēmums ar nosaukumu Realizējas kurš ir izveidojis a sarežģīta programmatūra, kas kalpo visās 3D drukas tehnoloģijās un jaudīgs draiveris 3D printeriem Burvju. Turklāt šo programmatūru var uzlabot ar moduļiem, lai ģenerētu atbilstošu izgriezuma failu konkrētām iekārtām.

STL faili

Līdz šim ir bijušas atsauces uz STL faili, kas ir šī raksta pamatā. Tomēr šis populārais formāts vēl nav padziļināti pētīts. Šajā sadaļā varēsiet to padziļināti uzzināt:

Kas ir STL fails?

Formāts STL fails tas ir fails ar to, kas nepieciešams 3D printera draiverim, tas ir, lai printera aparatūra varētu izdrukāt vēlamo formu, citiem vārdiem sakot, tas ļauj iekodēt trīsdimensiju objekta virsmas ģeometriju. To astoņdesmitajos gados izveidoja Čaks Hulls no 3D Systems, un saīsinājums nav līdz galam skaidrs.

Ģeometrisko kodējumu var kodēt ar Teselācija, ievietojot ģeometriskās formas tā, lai nebūtu pārklāšanās vai atstarpes, tas ir, kā mozaīka. Piemēram, formas var veidot, izmantojot trīsstūrus, kā tas ir GPU renderēšanas gadījumā. Smalks siets, kas sastāv no trijstūriem, veidos visu 3D modeļa virsmu ar trīsstūru skaitu un to 3 punktu koordinātām.

Binārais STL vs ASCII STL

Tas atšķir STL binārā formātā un STL ASCII formātā. Divi veidi, kā saglabāt un attēlot šo flīžu informāciju un citus parametrus. A ASCII formāta piemērs būtu:

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>

Kur "virsotne" būs nepieciešamie punkti ar attiecīgajām XYZ koordinātām. Piemēram, lai izveidotu sfēriska forma, jūs varat izmantot šo ASCII koda piemērs.

Ja 3D forma ir ļoti sarežģīta vai liela, tas nozīmē, ka tajā ir daudz mazu trijstūri, vēl jo vairāk, ja izšķirtspēja ir lielāka, kas padarīs trīsstūrus mazākus, lai izlīdzinātu formas. Tas rada milzīgus ASCII STL failus. Lai to sablīvētu, mēs izmantojam STL formāti binārie faili, piemēram:

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

Ja vēlaties, šeit jums ir STLB fails vai bināra STL piemērs, lai izveidotu vienkāršs kubs.

Visbeidzot, ja jums rodas jautājums, vai ir labāk ASCII vai binārais, patiesība ir tāda, ka binārie faili vienmēr ir ieteicami 3D drukāšanai to mazākā izmēra dēļ. Tomēr, ja vēlaties pārbaudīt kodu un atkļūdot to manuāli, jums nav cita veida, kā to izdarīt, kā vien izmantot ASCII un rediģēt, jo tas ir intuitīvāk interpretējams.

STL priekšrocības un trūkumi

STL failiem, kā parasti, ir savas priekšrocības un trūkumi. Ir svarīgi tos zināt, lai noteiktu, vai tas ir pareizais formāts jūsu projektam vai kad to nevajadzētu izmantot:

• Priekšrocība:
  • Tas ir universāls un saderīgs formāts ar gandrīz visiem 3D printeriem, tāpēc tas ir tik populārs pret citiem, piemēram, VRML, AMF, 3MF, OBJ utt.
  • Pieder a nobriedusi ekosistēma, un visu nepieciešamo ir viegli atrast internetā.
• Trūkumi:
  • Iekļautās informācijas apjoma ierobežojumi, jo to nevar izmantot krāsām, aspektiem vai citiem papildu metadatiem, lai iekļautu autortiesības vai autorību.
  • La uzticība ir vēl viena no tās vājajām vietām. Izšķirtspēja nav ļoti laba, strādājot ar augstas izšķirtspējas (mikrometru) printeriem, jo ​​trīsstūru skaits, kas nepieciešams, lai vienmērīgi aprakstītu līknes, būtu milzīgs.

Ne visi STL ir piemēroti 3D drukāšanai

Šķiet, ka 3D drukāšanai var izmantot jebkuru STL failu, taču patiesība ir tāda ne visi .stl ir drukājami. Tas ir vienkārši fails, kas formatēts tā, lai tajā būtu ģeometriski dati. Lai tos varētu izdrukāt, tiem ir jābūt informācijai par biezumu un citām nepieciešamajām detaļām. Īsāk sakot, STL garantē, ka modeli var labi redzēt datora ekrānā, taču ģeometriskā figūra var nebūt viengabalaina, ja tā tiktu drukāta tāda, kāda tā ir.

Tāpēc mēģiniet pārbaudiet, vai STL (ja pats to neesi izveidojis) ir derīga 3D drukāšanai. Tas ietaupīs daudz laika, kā arī izšķērdētu kvēldiegu vai sveķus, izvēloties nepareizu modeli.

Strīdi

Lai pabeigtu šo punktu, jums jāzina, ka ir daži strīdi par to, vai izmantot šo faila tipu vai nē. Lai gan apkārt joprojām ir daudz cilvēku, daži jau uzskata, ka STL ir miris salīdzinājumā ar alternatīvām. Un daži no iemesliem, kādēļ viņi min, lai izvairītos no STL 3D dizainiem, ir:

• slikta izšķirtspēja jo, veicot triangulēšanu, salīdzinājumā ar CAD modeli tiks zaudēta daļa kvalitātes.
• Krāsa un faktūras tiek zaudētas, ko jau pieļauj citi jaunākie formāti.
• Nav polsterējuma kontroles uzlabotas.
• Citi faili ir produktīvāki rediģējot vai pārskatot tos, nevis STL, ja ir nepieciešams labojums.

Programmatūra .stl

Daži no Bieži uzdotie jautājumi par STL faila formātu tie parasti attiecas uz to, kā šo formātu var izveidot vai kā to var atvērt un pat kā to var mainīt. Šeit ir šie precizējumi:

Kā atvērt STL failu

Ja jums rodas jautājums, kā atveriet STL failu, to var izdarīt vairākos veidos. Viens no tiem ir ar dažiem tiešsaistes skatītājiem vai arī ar datorā instalētu programmatūru. Šeit ir dažas no labākajām iespējām:

• Tiešsaistē:
  • STL ViewSTL
  • Autodesk skatītājs
• Windows: Microsoft 3D skatītājs
• GNU / Linux: gmsh
• macOS: Priekšskatījums vai Patīkams 3D
• iOS / iPadOS: STL SimpleViewer
• Android: Ātrs STL skatītājs

Kā izveidot STL failu

līdz izveidot STL failus, jums ir arī labs programmatūras repertuārs visām platformām un pat tiešsaistes iespējas, piemēram:

• Tiešsaistē: TinkerCAD, Sketchup, OnShape
• Windows: FreeCAD, blenderis, MeshLab
• GNU / Linux: FreeCAD, blenderis, MeshLab
• macOS: FreeCAD, blenderis, MeshLab
• iOS / iPadOS:*
• Androids: *

Kā rediģēt STL failu

Šajā gadījumā to atļauj arī programmatūra, ko tā spēj izveidot rediģēt STL failu, tāpēc, lai redzētu programmas, varat redzēt iepriekšējo punktu.

Alternativas

Pamazām tās ir radušās daži alternatīvi formāti dizainiem 3D drukāšanai. Arī šie citi formāti ir ļoti svarīgi, un tie ietver:

• PLY (daudzstūra faila formāts): šiem failiem ir paplašinājums .ply, un tas ir daudzstūru vai trīsstūru formāts. Tas bija paredzēts trīsdimensiju datu glabāšanai no 3D skeneriem. Šis ir vienkāršs objekta ģeometrisks apraksts, kā arī citas īpašības, piemēram, krāsa, caurspīdīgums, virsmas normālie, faktūras koordinātas utt. Un, tāpat kā STL, ir ASCII un binārā versija.
• OBJ: faili ar paplašinājumu .obj ir arī ģeometrijas definīcijas faili. Tos izstrādāja Wavefront Technologies programmatūrai Advanced Visualizer. Pašlaik tas ir atvērts avots, un to ir pārņēmušas daudzas 3D grafikas programmas. Tas saglabā arī vienkāršu ģeometrijas informāciju par objektu, piemēram, katras virsotnes atrašanās vietu, tekstūru, normālu utt. Deklarējot virsotnes pretēji pulksteņrādītāja virzienam, jums nav skaidri jādeklarē parastās skaldnes. Arī koordinātām šajā formātā nav mērvienību, bet tās var saturēt mēroga informāciju.
• 3MF (3D ražošanas formāts): Šis formāts tiek glabāts .3mf failos, kas ir atvērtā koda standarts, ko izstrādājis 3MF Consortium. Ģeometrisko datu formāts piedevu ražošanai ir balstīts uz XML. Tas var ietvert informāciju par materiāliem, par krāsu utt.
• VRML (virtuālās realitātes modelēšanas valoda): izveidoja Web3D konsorcijs. Šiem failiem ir formāts, kura mērķis ir attēlot interaktīvas trīsdimensiju ainas vai objektus, kā arī virsmas krāsu utt. Un tie ir X3D (eXtensible 3D Graphics) pamatā.
• AMF (Additive Manufacturing Format): faila formāts (.amf), kas ir arī atvērtā pirmkoda standarts objektu aprakstam 3D drukāšanas papildu ražošanas procesos. Tā ir arī balstīta uz XML un ir saderīga ar jebkuru CAD projektēšanas programmatūru. Un tas ir kļuvis par STL pēcteci, taču ar tādiem uzlabojumiem kā, piemēram, ir iekļauts vietējais atbalsts krāsām, materiāliem, rakstiem un zvaigznājiem.
• WRL: VRML paplašinājums.

Kas ir GCode?

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

Mēs esam daudz runājuši par GCode programmēšanas valodu, jo tā mūsdienās ir galvenā 3D drukāšanas procesa sastāvdaļa, pārejot no STL dizaina uz G-Code, kas ir fails ar instrukcijām un 3D printera vadības parametriem. Konversija, ko automātiski veiks šķēlēja programmatūra.

Šim kodam ir komandas, kas norāda printerim, kā un kur izspiest materiālu, lai iegūtu šāda veida daļu:

• G: šos kodus vispār saprot visi printeri, kas izmanto G kodus.
• M: šie ir īpaši kodi noteiktām 3D printeru sērijām.
• Cits: ir arī citi citu mašīnu vietējie kodi, piemēram, funkcijas F, T, H utt.

Kā redzat piemēra iepriekšējā attēlā, virkne koda rindiņas kas ir nekas vairāk kā koordinātas un citi parametri, kas norāda 3D printerim, kas jādara, it kā tā būtu recepte:

• X UN Z: ir trīs drukāšanas asu koordinātas, tas ir, kas ekstrūderim jāpārvieto vienā vai otrā virzienā, ar sākuma koordinātām 0,0,0. Piemēram, ja X ir skaitlis, kas ir lielāks par 0, tas tiks pārvietots uz šo koordinātu 3D printera platuma virzienā. Savukārt, ja Y ir skaitlis virs 0, galva pārvietosies uz āru un drukas zonas virzienā. Visbeidzot, jebkura vērtība, kas ir lielāka par 0, liks tai ritināt līdz norādītajai koordinātei no apakšas uz augšu. Tas ir, attiecībā uz gabalu var teikt, ka X būtu platums, Y būtu dziļums vai garums un Z būtu augstums.
• F: norāda ātrumu, ar kādu drukas galviņa kustas, norādīts mm/min.
• E: attiecas uz ekstrūzijas garumu milimetros.
• ;: viss teksts, kura priekšā ir ; tas ir komentārs, un printeris to ignorē.
• G28: To parasti izpilda sākumā, lai galva virzās uz pieturām. Ja nav norādītas asis, printeris pārvietos visas 3, bet, ja ir norādīta konkrēta, tā piemēros to tikai tai.
• G1: Tā ir viena no populārākajām G komandām, jo ​​tā liek 3D printerim ievietot materiālu, vienlaikus virzoties lineāri uz atzīmēto koordinātu (X, Y). Piemēram, G1 X1.0 Y3.5 F7200 norāda uz materiāla nogulsnēšanos apgabalā, kas atzīmēts ar koordinātām 1.0 un 3.5, un ar ātrumu 7200 mm/min, tas ir, ar ātrumu 120 mm/s.
• G0: dara to pašu, ko G1, bet bez materiāla izspiešanas, tas ir, pārvieto galvu bez materiāla nogulsnēšanas tām kustībām vai vietām, kur nekas nav jānovieto.
• G92: liek printerim iestatīt savu asu pašreizējo pozīciju, kas ir ērti, ja vēlaties mainīt asu atrašanās vietu. Ļoti izmantots tieši katra slāņa sākumā vai ievilkšanas daļā.
• M104: komanda uzsildīt ekstrūderi. To lieto sākumā. Piemēram, M104 S180 T0 norādītu, ka ekstrūderis T0 ir karsējams (ja ir dubultā sprausla, tad T0 un T1), savukārt S nosaka temperatūru, šajā gadījumā 180ºC.
• M109: līdzīgi kā iepriekš, bet norāda, ka izdrukai ir jāgaida, līdz ekstrūderis sasniedz temperatūru, pirms turpināt ar citām komandām.
• M140 un M190: līdzīgi diviem iepriekšējiem, taču tiem nav parametra T, jo šajā gadījumā tas attiecas uz gultas temperatūru.

Protams, šis G kods darbojas FDM tipa printeriem, jo sveķiem būs nepieciešami citi parametri, bet ar šo piemēru pietiek, lai saprastu kā tas darbojas.

Reklāmguvumi: STL uz…

Visbeidzot, vēl viena no lietām, kas lietotājiem rada vislielākās šaubas, ņemot vērā pastāvošo dažādu formātu skaitu, pievienojot 3D CAD dizainu formātus un dažādu šķēlēju ģenerētos kodus, ir konvertēšana no viena uz otru. Šeit jums ir daži no visvairāk pieprasītajiem reklāmguvumiem:

• Konvertējiet no STL uz GCode: to var pārveidot, izmantojot griešanas programmatūru, jo tas ir viens no tā mērķiem.
• Pārejiet no STL uz Solidworks: var izdarīt ar pašu Solidworks. Atvērt > failu pārlūkā mainiet uz formātu STL (*.stl) > iespējas > mainīt importēt kā a ciets ķermenis o cieta virsma > akceptēt > pārlūkojiet un noklikšķiniet uz STL, kuru vēlaties importēt > Atvērt > tagad kreisajā pusē varat redzēt atvērto modeli un funkciju koku > Importētās > FeatureWorks > Atpazīt funkcijas > un tas būtu gatavs.
• Pārveidojiet attēlu uz STL vai JPG/PNG/SVG uz STL: Varat izmantot tiešsaistes pakalpojumus, piemēram, Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D utt., vai izmantot dažus AI rīkus un pat programmatūru, piemēram, Blender utt., lai no attēla ģenerētu 3D modeli un pēc tam eksportētu uz STL.
• Konvertēt no DWG uz STL: tas ir CAD fails, un konvertēšanai var izmantot daudzas CAD projektēšanas programmatūras. Piemēram:
  • AutoCAD: Izvade > Sūtīt > Eksportēt > ievadiet faila nosaukumu > atlasiet veidu Litogrāfija (*.stl) > Saglabāt.
  • SolidWorks: Fails > Saglabāt kā > Saglabāt kā STL > Opcijas > Izšķirtspēja > Laba > Labi > Saglabāt.
• No OBJ uz STL: var izmantot gan tiešsaistes konvertēšanas pakalpojumus, gan dažus vietējos programmatūras rīkus. Piemēram, ar Spin3D varat veikt šādas darbības: Pievienot failus > Atvērt > izvēlieties mērķa mapi sadaļā Saglabāt mapē > Atlasiet izvades formātu > stl > nospiediet pogu Konvertēt un gaidiet, līdz process tiks pabeigts.
• Pārejiet no Sketchup uz STL: To var izdarīt ar pašu Sketchup vienkāršā veidā, jo tam ir gan importēšanas, gan eksportēšanas funkcijas. Šādā gadījumā jums ir jāeksportē, veicot šādas darbības, kad ir atvērts Sketchup fails: Fails > Eksportēt > 3D modelis > izvēlieties, kur saglabāt STL > Saglabāt kā STereolitogrāfijas failu (.stl) > Eksportēt.

Uzzināt vairāk

• Labākie sveķu 3D printeri
• 3D skeneris
• 3D printeru rezerves daļas
• Kvēldiegi un sveķi 3D printeriem
• Labākie rūpnieciskie 3D printeri
• Labākie 3D printeri mājām
• Labākie lēti 3D printeri
• Kā izvēlēties labāko 3D printeri
• 3D printeru veidi
• 3D drukāšanas darba sākšanas rokasgrāmata