Datoteke STL: vse, kar morate vedeti o tej obliki in njenih alternativah

Če ste vstopili v svet 3D tiskanja, ste kratico STL zagotovo videli na več mestih. Te kratice se nanašajo na vrsta zapisa datoteke (s pripono .stl) kar je bilo zelo pomembno, čeprav je zdaj nekaj alternativ. In to je, da 3D modelov ni mogoče natisniti takšnega, kot je, kot dobro veste, in potrebujejo nekaj vmesnih korakov.

Ko imate koncept 3D modela, morate uporabiti programsko opremo za načrtovanje CAD in ustvariti upodabljanje. Nato ga je mogoče izvoziti v format STL in nato prenesti skozi rezalnik, ki ga "reže", da ustvari na primer GCode, ki je razumljivo s 3D tiskalnikom in tako, da je mogoče plasti ustvarjati, dokler kos ni dokončan. Ampak ne skrbite, če tega ne razumete popolnoma, tukaj vam bomo razložili vse, kar morate vedeti.

Obdelava 3D modela

Pri običajnih tiskalnikih imate program, kot je bralnik PDF ali urejevalnik besedil, urejevalnik besedil ipd., v katerem je funkcija za tiskanje, ki ob pritisku na dokument preide v čakalno vrsto za tiskanje. biti natisnjen. Vendar pa je pri 3D tiskalnikih nekoliko bolj zapleteno, saj Potrebne so 3 kategorije programske opreme Da bo delovalo:

• Programska oprema za 3D modeliranje: To so lahko orodja za modeliranje ali CAD, s katerimi lahko ustvarite model, ki ga želite natisniti. Nekateri primeri so:
  • TinkerCAD
  • Blender
  • BRL-CAD
  • Design Spark Mechanical
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • krila3d
  • Autodesk AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Inventor
  • 3D poševnica
  • Sketchup
  • 3D MOI
  • Rhino3D
  • kino 4D
  • SolidWorks
  • Maya
  • 3DS maks
• Slicers: je vrsta programske opreme, ki vzame datoteko, ki jo je oblikoval eden od prejšnjih programov, in jo razreže, torej razreže na plasti. Tako ga lahko razume 3D-tiskalnik, ki ga, kot veste, gradi plast za plastjo in pretvarja v G-Code (prevladujoč jezik pri večini proizvajalcev 3D tiskalnikov). Te datoteke vključujejo tudi dodatne podatke, kot so hitrost tiskanja, temperatura, višina plasti, če obstaja več ekstruzija itd. V bistvu orodje CAM, ki generira vsa navodila za tiskalnik, da lahko izdela model. Nekateri primeri so:
  • Ultimaker Cure
  • Ponavljalec
  • Poenostavite 3D
  • slic3r
  • KISSlicer
  • idejni izdelovalec
  • Octo Print
  • 3DPinterOS
• Programska oprema za gostitelj ali gostitelj tiskalnika: pri 3D-tiskanju se nanaša na program, katerega uporabnost je prejeti datoteko GCode iz rezalnika in dostaviti kodo v sam tiskalnik, običajno prek vrat USB ali po omrežju. Na ta način lahko tiskalnik interpretira ta "recept" ukazov GCode s koordinatami X (0.00), Y (0.00) in Z (0.00), na katere je treba premakniti glavo za ustvarjanje predmeta in potrebnih parametrov. V mnogih primerih je gostiteljska programska oprema integrirana v sam rezalnik, zato so običajno en sam program (glej primere rezalnikov).

Ti zadnji dve točki ponavadi pridejo s samim 3D tiskalnikom, kot običajni gonilniki tiskalnika. Vendar pa programska oprema za načrtovanje Izbrati ga boste morali ločeno.

Rezanje: kaj je 3D drsnik

V prejšnjem razdelku ste izvedeli več o drsniku, to je programski opremi, ki reže 3D model, zasnovan tako, da pridobi potrebne plasti, njegove oblike in dimenzije, tako da ga 3D tiskalnik ve, kako ga ustvariti. Vendar pa postopek rezanja pri 3D tiskanju je precej zanimiva in temeljna faza v procesu. Zato lahko tukaj dobite več informacij o tem.

El korak za korakom postopek rezanja se nekoliko razlikuje glede na uporabljeno tehnologijo 3D tiskanja. In v bistvu lahko razlikujete med:

• FDM rezanje: V tem primeru je potreben natančen nadzor več osi ​​(X/Y), saj premikajo glavo v dveh oseh in močno zahtevajo premikanje tiskalne glave za izgradnjo tridimenzionalnega objekta. Vključuje tudi parametre, kot sta temperatura šobe in hlajenje. Ko je rezalnik ustvaril GCode, bodo algoritmi notranjega krmilnika tiskalnika zadolženi za izvajanje potrebnih ukazov.
• SLA rezanje: V tem primeru morajo ukazi vključevati tudi čase osvetlitve in višinske hitrosti. In to je zato, ker morate namesto nalaganja plasti z ekstrudiranjem usmeriti svetlobni žarek na različne dele smole, da se strdi in ustvari plasti, hkrati pa dvignete predmet, da omogočite ustvarjanje nove plasti. . Ta tehnika zahteva manj gibov kot FDM, saj je za usmerjanje laserja nadzorovano samo odsevno ogledalo. Poleg tega je treba poudariti nekaj pomembnega, to je, da te vrste tiskalnikov običajno ne uporabljajo GCode, ampak imajo običajno svoje lastniške kode (zato potrebujejo lastno programsko opremo za rezanje ali rezanje). Vendar pa obstaja nekaj generikov za SLA, kot sta ChiTuBox in FormWare, ki so združljivi s številnimi 3D tiskalniki te vrste.
• DLP in MSLA rezanje: V tem drugem primeru bo podoben SLA, vendar s to razliko, da bo edino gibanje, ki je potrebno pri teh, gibanje gradbene plošče, ki bo med postopkom potovala vzdolž osi Z. Druge informacije bodo usmerjene na razstavno ploščo ali zaslon.
• Drugo: Za ostale, kot so SLS, SLM, EBM itd., so lahko opazne razlike v postopkih tiskanja. Upoštevajte, da je v teh treh omenjenih primerih dodana tudi druga spremenljivka, kot je vbrizgavanje veziva in zahteva bolj zapleten postopek rezanja. K temu moramo dodati, da model tiskalnika SLS znamke ne bo deloval enako kot konkurenčni tiskalnik SLS, zato je potrebna posebna programska oprema za rezanje (običajno gre za lastniške programe, ki jih zagotovi proizvajalec sam).

Na koncu bi rad dodal, da obstaja belgijsko podjetje z imenom Materializirajte ki je ustvaril a kompleksna programska oprema, ki služi v vseh tehnologijah 3D tiskanja in zmogljiv gonilnik za 3D tiskalnike Magija. Poleg tega je to programsko opremo mogoče izboljšati z moduli za ustvarjanje ustrezne datoteke za izrezovanje za določene stroje.

STL datoteke

Do zdaj so se sklicevale na STL datoteke, ki so jedro tega članka. Vendar ta priljubljena oblika še ni bila podrobno raziskana. V tem razdelku ga boste lahko poglobljeno spoznali:

Kaj je datoteka STL?

Oblika STL-datoteka je datoteka s tem, kar potrebuje gonilnik 3D tiskalnika, torej da lahko strojna oprema tiskalnika natisne želeno obliko, z drugimi besedami, omogoča kodiranje geometrije površine tridimenzionalnega predmeta. Ustvaril ga je Chuck Hull iz 3D Systems v osemdesetih letih, akronim pa ni povsem jasen.

Geometrijsko kodiranje je mogoče kodirati z Teselacija, ki vstavlja geometrijske oblike tako, da ni prekrivanj ali presledkov, torej kot mozaik. Na primer, oblike je mogoče sestaviti s pomočjo trikotnikov, kot je to v primeru upodabljanja GPU. Fina mreža, sestavljena iz trikotnikov, bo tvorila celotno površino 3D modela s številom trikotnikov in koordinatami njihovih 3 točk.

Binarni STL proti ASCII STL

Razlikuje med STL v binarni obliki in STL v formatu ASCII. Dva načina za shranjevanje in predstavitev informacij teh ploščic in drugih parametrov. A Primer formata ASCII 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>

Kjer bodo "vertex" potrebne točke z ustreznimi koordinatami XYZ. Na primer za ustvarjanje sferično obliko, lahko uporabite to primer kode ASCII.

Če je 3D oblika zelo zapletena ali velika, bo to pomenilo veliko majhnih trikotnikov, še več, če je ločljivost višja, zaradi česar bodo trikotniki manjši, da bodo oblike gladke. To ustvarja ogromne datoteke ASCII STL. Za kompaktiranje uporabljamo STL formati binarne datoteke, kot so:

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

Če želite, tukaj imate datoteko STLB ali primer binarnega STL za obliko preprosta kocka.

Končno, če se sprašujete, če je bolje ASCII ali binarni, resnica je, da so binarne datoteke zaradi njihove manjše velikosti vedno priporočljive za 3D tiskanje. Če pa želite kodo pregledati in jo razhroščevati ročno, potem to ne morete storiti drugega kot z uporabo ASCII in urejanja, saj je to bolj intuitivno razlagati.

Prednosti in slabosti STL

Datoteke STL imajo kot običajno svoje prednosti in slabosti. Pomembno je, da jih poznate, da ugotovite, ali je to prava oblika za vaš projekt ali kdaj je ne bi smeli uporabljati:

• Prednost:
  • To je univerzalna in združljiva oblika s skoraj vsemi 3D tiskalniki, zato je tako priljubljen proti drugim, kot so VRML, AMF, 3MF, OBJ itd.
  • Je lastnik a zrel ekosistem, na internetu pa je enostavno najti vse, kar potrebujete.
• Slabosti:
  • Omejitve količine informacij, ki jih lahko vključite, saj ga ni mogoče uporabiti za barve, fasete ali druge dodatne metapodatke, ki vključujejo avtorske pravice ali avtorstvo.
  • La zvestoba je še ena od njegovih šibkih točk. Ločljivost pri delu s tiskalniki visoke ločljivosti (mikrometrski) ni zelo dobra, saj bi bilo število trikotnikov, potrebnih za gladko opisovanje krivulj, ogromno.

Niso vsi STL primerni za 3D tiskanje

Zdi se, da lahko katero koli datoteko STL uporabite za tiskanje v 3D, a resnica je taka vsi .stl niso natisljivi. To je preprosto datoteka, oblikovana tako, da vsebuje geometrijske podatke. Da bi jih bilo mogoče natisniti, bi morali imeti podrobnosti o debelinah in druge potrebne podrobnosti. Skratka, STL zagotavlja, da je model dobro viden na računalniškem zaslonu, vendar geometrijska figura morda ne bo trdna, če bi bila natisnjena takšna, kot je.

Zato poskusite preverite, ali je STL (če ga niste ustvarili sami) velja za 3D tisk. To vam bo prihranilo veliko izgubljenega časa in tudi zapravljene filamente ali smolo na napačnem modelu.

Spor

Za zaključek te točke morate vedeti, da jih je nekaj polemika o tem, ali uporabiti to vrsto datoteke ali ne. Čeprav je še vedno veliko naokrog, nekateri že menijo, da je STL mrtev v primerjavi z alternativami. Nekateri razlogi, ki jih navajajo za izogibanje STL za 3D-zasnove, so:

• slaba ločljivost saj se bo pri triangulaciji nekaj kakovosti izgubilo v primerjavi z modelom CAD.
• Barva in tekstura se izgubita, nekaj, kar drugi aktualnejši formati že omogočajo.
• Brez nadzora oblazinjenja napredno.
• Druge datoteke so bolj produktivne pri urejanju ali pregledovanju kot STL, če je potreben kakršen koli popravek.

Programska oprema za .stl

Algunas de las Pogosta vprašanja o formatu datoteke STL običajno se nanašajo na to, kako je mogoče ustvariti to obliko ali kako jo je mogoče odpreti in celo kako jo je mogoče spremeniti. Tu so ta pojasnila:

Kako odpreti datoteko STL

Če se sprašujete kako odprite datoteko STL, lahko to storite na več načinov. Eden od njih je prek nekaterih spletnih pregledovalcev ali tudi s programsko opremo, nameščeno na vašem računalniku. Tukaj je nekaj najboljših možnosti:

• Na spletu:
  • STL PogledSTL
  • Pregledovalnik Autodesk
• Windows: Microsoftov pregledovalnik 3D
• GNU/Linux: gmsh
• macOS: Predogled oz Prijeten 3D
• iOS / iPadOS: STL SimpleViewer
• Android: Hitri pregledovalnik STL

Kako ustvariti datoteko STL

za ustvarite datoteke STL, imate tudi dober repertoar programske opreme za vse platforme in celo spletne možnosti, kot so:

• Na spletu: TinkerCAD, Sketchup, OnShape
• Windows: FreeCAD, mešalnik, MeshLab
• GNU/Linux: FreeCAD, mešalnik, MeshLab
• macOS: FreeCAD, mešalnik, MeshLab
• iOS / iPadOS:*
• Androidi: *

Kako urediti datoteko STL

V tem primeru omogoča tudi programska oprema, ki jo je sposoben izdelati uredite datoteko STL, zato si za ogled programov lahko ogledate prejšnjo točko.

Alternative

Malo po malo so se pojavili nekaj alternativnih formatov za dizajne za 3D tisk. Te druge oblike so prav tako zelo pomembne in vključujejo:

• PLY (format mnogokotne datoteke): Te datoteke imajo končnico .ply in je oblika za mnogokotnike ali trikotnike. Zasnovan je bil za shranjevanje tridimenzionalnih podatkov iz 3D skenerjev. To je preprost geometrijski opis predmeta, pa tudi drugih lastnosti, kot so barva, prosojnost, normalne površine, koordinate teksture itd. In tako kot STL, obstajata ASCII in binarna različica.
• OBJ: Datoteke s pripono .obj so tudi datoteke z definicijo geometrije. Razvil jih je Wavefront Technologies za programsko opremo Advanced Visualizer. Trenutno je odprtokoden in so ga sprejeli številni 3D grafični programi. Prav tako shranjuje preproste geometrijske informacije o predmetu, kot je položaj vsakega oglišča, tekstura, normala itd. Če razglasite vozlišča v nasprotni smeri urinega kazalca, vam ni treba izrecno deklarirati normalnih obrazov. Tudi koordinate v tem formatu nimajo enot, lahko pa vsebujejo informacije o merilu.
• 3MF (3D Manufacturing Format): Ta format je shranjen v datotekah .3mf, odprtokodnem standardu, ki ga je razvil konzorcij 3MF. Geometrijski format podatkov za aditivno proizvodnjo temelji na XML. Lahko vključuje informacije o materialih, o barvi itd.
• VRML (jezik za modeliranje navidezne resničnosti): je ustvaril konzorcij Web3D. Te datoteke imajo obliko, katere cilj je predstavljati interaktivne tridimenzionalne prizore ali predmete, pa tudi barvo površine itd. In so osnova X3D (eXtensible 3D Graphics).
• AMF (format za aditivno proizvodnjo): Format datoteke (.amf), ki je tudi odprtokodni standard za opis objektov za aditivne proizvodne procese za 3D tiskanje. Prav tako temelji na XML-ju in je združljiv s katero koli programsko opremo za načrtovanje CAD. Prišel je kot naslednik STL, vendar z izboljšavami, kot je vključitev domače podpore za barve, materiale, vzorce in ozvezdja.
• WRL: razširitev VRML.

Kaj je GCode?

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

Veliko smo govorili o programskem jeziku GCode, saj je danes ključni del procesa 3D tiskanja, ki se premika od STL oblikovanja k G-Code, ki je datoteka z navodili in kontrolnimi parametri 3D tiskalnika. Pretvorba, ki jo bo programska oprema za rezalnik izvedela samodejno.

Ta koda ima ukazi, ki tiskalniku povejo, kako in kam naj ekstrudira material, da dobi del, vrste:

• G: Te kode univerzalno razumejo vsi tiskalniki, ki uporabljajo kode G.
• M: To so posebne kode za določene serije 3D tiskalnikov.
• Drugo: obstajajo tudi druge izvorne kode drugih strojev, kot so funkcije F, T, H itd.

Kot lahko vidite na prejšnji sliki primera, niz vrstice kode ki niso nič drugega kot koordinate in drugi parametri, ki 3D-tiskalniku povedo, kaj naj naredi, kot da bi bil recept:

• X IN Z: so koordinate treh tiskarskih osi, to je tisto, kar mora ekstruder premikati v eno ali drugo smer, pri čemer so izhodiščne koordinate 0,0,0. Na primer, če je v X število večje od 0, se bo premaknilo na to koordinato v smeri širine 3D tiskalnika. Če je v Y številka nad 0, se bo glava premaknila navzven in v smeri območja tiskanja. Nazadnje, katera koli vrednost, večja od 0 v Z, bo povzročila, da se bo pomaknila na to določeno koordinato od spodaj navzgor. To pomeni, da glede na kos lahko rečemo, da je X širina, Y globina ali dolžina in Z višina.
• F: označuje hitrost, s katero se tiskalna glava premika, v mm/min.
• E: se nanaša na dolžino iztiskanja v milimetrih.
• ;: vse besedilo, pred katerim je ; je komentar in tiskalnik ga ignorira.
• G28: Običajno se izvaja na začetku, tako da se glava premika do postankov. Če ni podana nobena os, bo tiskalnik premaknil vse 3, če pa je določena določena, jo bo uporabil samo za to.
• G1: Je eden izmed najbolj priljubljenih ukazov G, saj je tisti, ki 3D-tiskalniku naroči, da odloži material, medtem ko se linearno premika na označeno koordinato (X,Y). Na primer, G1 X1.0 Y3.5 F7200 označuje odlaganje materiala vzdolž območja, označenega s koordinatama 1.0 in 3.5, in s hitrostjo 7200 mm/min, to je pri 120 mm/s.
• G0: deluje enako kot G1, vendar brez iztiskanja materiala, torej premika glavo brez odlaganja materiala, za tiste premike ali področja, kjer ne bi smeli ničesar odlagati.
• G92: pove tiskalniku, naj nastavi trenutni položaj svojih osi, kar je priročno, če želite spremeniti lokacijo osi. Zelo se uporablja takoj na začetku vsakega sloja ali pri umiku.
• M104: ukaz za segrevanje ekstruderja. Uporablja se na začetku. na primer M104 S180 T0 bi pomenilo, da se ekstruder T0 segreje (če je dvojna šoba, bi bila T0 in T1), medtem ko S določa temperaturo, v tem primeru 180ºC.
• M109: podobno kot zgoraj, vendar označuje, da mora tiskanje počakati, da se ekstruder segreje na temperaturo, preden nadaljuje s kakršnimi koli drugimi ukazi.
• M140 in M190: podobno kot prejšnji dve, vendar nimata parametra T, saj se v tem primeru nanaša na temperaturo ležišča.

Seveda ta G-koda deluje za tiskalnike tipa FDM, saj bodo tisti iz smole potrebovali druge parametre, vendar je s tem primerom dovolj, da razumete, kako deluje.

Pretvorbe: STL v…

Nazadnje, še ena od stvari, ki povzroča največ dvomov med uporabniki, glede na število različnih formatov, ki obstajajo, dodajanje oblik 3D CAD in kod, ki jih ustvarijo različni rezalniki, je, kako pretvoriti iz enega v drugega. Tukaj imaš nekaj najbolj iskanih konverzij:

• Pretvarjanje iz STL v GCode: Lahko se pretvori s programsko opremo za rezanje, saj je to eden od njegovih ciljev.
• Pojdite s STL na Solidworks: lahko naredite s samim Solidworksom. open > v raziskovalcu datotek spremenite v format STL (*.stl) > možnosti > spremeniti uvozi kot a trdno telo o trdna površina > sprejemajo > prebrskajte in kliknite STL, ki ga želite uvoziti > open > zdaj lahko vidite odprt model in drevo funkcij na levi strani > Uvoženo > FeatureWorks > Prepoznajte značilnosti > in bi bilo pripravljeno.
• Pretvorite sliko v STL ali JPG/PNG/SVG v STL: Uporabite lahko spletne storitve, kot so Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D itd., ali pa uporabite nekatera orodja AI in celo programsko opremo, kot je Blender itd., da ustvarite 3D model iz slike in nato izvozite v STL.
• Pretvarjanje iz DWG v STL: Je datoteka CAD in za pretvorbo je mogoče uporabiti veliko programske opreme za načrtovanje CAD. Na primer:
  • AutoCAD: Izhod > Pošlji > Izvozi > vnesite ime datoteke > izberite vrsto Litografija (*.stl) > Shrani.
  • SolidWorks: Datoteka > Shrani kot > Shrani kot STL > Možnosti > Ločljivost > Fino > V redu > Shrani.
• Od OBJ do STL: Uporabite lahko obe spletni storitvi pretvorbe, pa tudi nekatera lokalna programska orodja. Na primer, s Spin3D lahko storite naslednje: Dodajte datoteke > Odpri > izberite ciljno mapo v mapi Shrani v mapo > Izberite Izhodni format > stl > pritisnite gumb Pretvori in počakajte, da se postopek konča.
• Pojdite s Sketchupa na STL: To lahko storite s samim Sketchupom na enostaven način, saj ima funkcije uvoza in izvoza. V tem primeru morate izvoziti tako, da sledite korakom, ko imate odprto datoteko Sketchup: Datoteka > Izvozi > 3D model > izberite, kam želite shraniti STL > Shrani kot datoteko STereolithography (.stl) > Izvozi.

več informacij

• Najboljši 3D tiskalniki iz smole
• 3D skener
• Rezervni deli za 3D tiskalnik
• Filamenti in smola za 3D tiskalnike
• Najboljši industrijski 3D tiskalniki
• Najboljši 3D tiskalniki za dom
• Najboljši poceni 3D tiskalniki
• Kako izbrati najboljši 3D tiskalnik
• Vrste 3D tiskalnikov
• Vodnik za začetek 3D tiskanja