STL-filer: Allt du behöver veta om detta format och dess alternativ

STL-rendering

Om du har kommit in i 3D-utskriftsvärlden har du säkert sett förkortningen STL på mer än ett ställe. Dessa akronymer hänvisar till en typ av filformat (med tillägget .stl) vilket har varit väldigt viktigt, även om det nu finns några alternativ. Och det är att 3D-designer inte kan skrivas ut som de är, som du väl vet, och de behöver några mellansteg.

När du har konceptet med en 3D-modell måste du använda CAD-designprogramvara och generera renderingen. Sedan kan den exporteras till ett STL-format och sedan skickas genom en slicer som "skivor" den för att skapa till exempel en GCode som är förstås av 3D-skrivare och så att lagren kan skapas tills biten är färdig. Men oroa dig inte om du inte helt förstår det, här kommer vi att förklara allt du behöver veta.

Bearbetning av 3D-modeller

Blandare

Med konventionella skrivare har du ett program, såsom en PDF-läsare, eller en textredigerare, en ordbehandlare, etc., där det finns en funktion för att skriva ut som när du trycker på dokumentet går det till utskriftskön för att det ska kunna skriva ut det. skrivas ut. Men i 3D-skrivare är det lite mer komplext, eftersom Tre kategorier av programvara behövs För att få det att fungera:

  • 3D-modelleringsprogramvara: Dessa kan vara modellerings- eller CAD-verktyg för att skapa modellen som du vill skriva ut. Några exempel är:
    • TinkerCAD
    • Blandare
    • BRL-CAD
    • Design Spark Mekanisk
    • FreeCAD
    • OpenSCAD
    • wings3d
    • Autodesk AutoCAD
    • Autodesk Fusion 360
    • Autodesk Inventor
    • 3D -snedstreck
    • Sketchup
    • 3D MoI
    • Rhino3D
    • bio 4D
    • Solidworks
    • maya
    • 3DS Max
  • skärmaskiner: det är en typ av programvara som tar filen designad av ett av de tidigare programmen och delar upp den, det vill säga skär den i lager. På så sätt kan det förstås av 3D-skrivaren, som som bekant bygger den lager för lager, och omvandlar den till G-Code (ett dominerande språk bland de flesta 3D-skrivartillverkare). Dessa filer innehåller även ytterligare data som utskriftshastighet, temperatur, lagerhöjd, om det finns multiextrudering etc. I grund och botten ett CAM-verktyg som genererar alla instruktioner för att skrivaren ska kunna göra modellen. Några exempel är:
    • Ultimaker Cure
    • Repeater
    • Förenkla3D
    • slic3r
    • KISSlicer
    • idémakare
    • Octo tryck
    • 3DPrinterOS
  • Skrivarvärd eller värdprogramvara: i 3D-utskrift hänvisar det till ett program vars verktyg är att ta emot GCode-filen från slicern och leverera koden till själva skrivaren, vanligtvis via en USB-port eller via nätverk. På detta sätt kan skrivaren tolka detta «recept» av GCode-kommandon med X (0.00), Y (0.00) och Z (0.00) koordinater till vilka huvudet måste flyttas för att skapa objektet och nödvändiga parametrar. I många fall är värdprogramvaran integrerad i själva slicern, så de är vanligtvis ett enda program (se exempel på Slicers).
Medan du i designmjukvaran har friheten att välja den som passar dig, är det inte fallet för de andra två. 3D-skrivare stöder vanligtvis bara en eller flera av dem, men de stöder inte alla.

Dessa två sista punkter de kommer vanligtvis med själva 3D-skrivaren, som vanliga skrivardrivrutiner. I alla fall, designprogramvara Du måste välja det separat.

Skivning: vad är ett 3D-skjutreglage

I föregående avsnitt har du lärt dig mer om en reglage, det vill säga programvaran som skär 3D-modellen utformad för att få de nödvändiga lagren, dess former och dimensioner så att 3D-skrivaren vet hur den ska skapas. I alla fall, skivningsprocessen i 3D-utskrift det är ganska intressant och en grundläggande fas i processen. Därför kan du här få mer information om det.

skiva, skiva 3D

El steg för steg skivningsprocess skiljer sig något beroende på vilken 3D-utskriftsteknik som används. Och i princip kan du skilja mellan:

  • FDM skivning: I det här fallet behövs exakt kontroll av flera axlar (X/Y), eftersom de förflyttar huvudet i två axlar och i hög grad kräver förflyttning av skrivhuvudet för att bygga det tredimensionella objektet. Det kommer också att innehålla parametrar som munstyckstemperatur och kylning. När slicern har genererat GCode kommer algoritmerna för den interna skrivarstyrenheten att ansvara för att utföra de nödvändiga kommandona.
  • SLA-skivning: I det här fallet måste kommandona även inkludera exponeringstiderna och höjdhastigheterna. Och detta beror på att du istället för att avsätta lager genom extrudering måste rikta ljusstrålen till olika delar av hartset för att stelna det och skapa lager, samtidigt som du höjer objektet för att tillåta att ett nytt lager skapas. . Denna teknik kräver färre rörelser än FDM, eftersom endast en reflekterande spegel styrs för att rikta lasern. Dessutom måste något viktigt lyftas fram, och det är att dessa typer av skrivare vanligtvis inte använder GCode, utan de har vanligtvis sina egna proprietära koder (därför behöver de en egen skär- eller slicermjukvara). Det finns dock några generika för SLA som ChiTuBox och FormWare, som är kompatibla med många 3D-skrivare av denna typ.
  • DLP och MSLA skivning: I det andra fallet kommer det att likna SLA, men med skillnaden att den enda rörelsen som krävs i dessa kommer att vara den för byggplattan, som kommer att färdas längs Z-axeln under processen. Övrig information kommer att orienteras mot utställningspanelen eller skärmen.
  • andra: För övrigt, såsom SLS, SLM, EBM, etc., kan det finnas märkbara skillnader i utskriftsprocesserna. Tänk på att i dessa tre nämnda fall läggs även en annan variabel till, såsom injektion av bindemedlet och kräver en mer komplex skivningsprocess. Och till det måste vi lägga till att ett märkes SLS-skrivarmodell inte kommer att fungera på samma sätt som konkurrenternas SLS-skrivare, så specifik skärmjukvara krävs (de är vanligtvis proprietära program som tillhandahålls av tillverkaren själv).

Slutligen vill jag tillägga att det finns ett belgiskt företag som heter Materialise som har skapat en komplex programvara som fungerar i alla 3D-utskriftstekniker och en kraftfull drivrutin för 3D-skrivare kallas Magi. Dessutom kan denna programvara utökas med moduler för att generera lämplig klippfil för specifika maskiner.

STL-filer

STL-fil

Hittills har hänvisningar gjorts till STL filer, som är kärnan i den här artikeln. Detta populära format har dock ännu inte studerats på djupet. I det här avsnittet kommer du att kunna känna till det på djupet:

Vad är en STL-fil?

Formatet för STL-fil det är en fil med vad 3D-skrivardrivrutinen behöver, det vill säga så att skrivarhårdvaran kan skriva ut den önskade formen, med andra ord tillåter den att koda geometrin på ytan på ett tredimensionellt objekt. Den skapades av Chuck Hull från 3D Systems på 80-talet, och förkortningen är inte helt klar.

Den geometriska kodningen kan kodas med Tessellation, mellan de geometriska formerna på ett sådant sätt att det inte finns några överlappningar eller mellanrum, det vill säga som en mosaik. Till exempel kan former komponeras med hjälp av trianglar, vilket är fallet med GPU-rendering. Ett fint nät bestående av trianglar kommer att bilda hela ytan av 3D-modellen, med antalet trianglar och koordinaterna för deras 3 punkter.

Binär STL vs ASCII STL

Den skiljer mellan STL i binärt format och STL i ASCII-format. Två sätt att lagra och representera informationen för dessa brickor och andra parametrar. A Exempel på ASCII-format skulle:

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>

Där «vertex» kommer att vara de nödvändiga punkterna med sina respektive XYZ-koordinater. Till exempel att skapa en sfärisk form, du kan använda detta exempel ASCII-kod.

När en 3D-form är mycket komplex eller stor kommer det att innebära många små trianglar, ännu fler om upplösningen är högre, vilket kommer att göra trianglarna mindre för att jämna ut formerna. Det genererar enorma ASCII STL-filer. För att kompaktera det använder vi STL-format binära filer, såsom:

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

Om du vill, här har du en STLB-fil eller exempel binär STL att bilda en enkel kub.

Slutligen, om du undrar om är bättre en ASCII eller en binär, sanningen är att binärer alltid rekommenderas för 3D-utskrift på grund av deras mindre storlek. Men om du vill inspektera koden och felsöka den manuellt, så har du inget annat sätt att göra det än att använda ASCII och en redigering, eftersom det är mer intuitivt att tolka.

Fördelar och nackdelar med STL

STL-filer har sina fördelar och nackdelar, som vanligt. Det är viktigt att du känner till dem för att avgöra om det är rätt format för ditt projekt eller när du inte ska använda det:

  • Fördel:
    • Det är en universellt och kompatibelt format med nästan alla 3D-skrivare, det är därför det är så populärt mot andra som VRML, AMF, 3MF, OBJ, etc.
    • Äger en moget ekosystem, och det är lätt att hitta allt du behöver på Internet.
  • Nackdelar:
    • Begränsningar för hur mycket information du kan inkludera, eftersom det inte kan användas för färger, fasetter eller annan ytterligare metadata som inkluderar upphovsrätt eller författarskap.
    • La trohet är en annan av dess svaga punkter. Upplösningen är inte särskilt bra när man arbetar med högupplösta (mikrometer) skrivare, eftersom antalet trianglar som behövs för att beskriva kurvorna smidigt skulle vara enormt.

Alla STL:er är inte lämpliga för 3D-utskrift

Det verkar som att vilken STL-fil som helst kan användas för att skriva ut i 3D, men sanningen är den inte alla .stl är utskrivbara. Det är helt enkelt en fil formaterad för att innehålla geometriska data. För att de ska kunna skrivas ut måste de ha detaljer om tjockleken och andra nödvändiga detaljer. Kort sagt, STL garanterar att modellen kan ses bra på PC-skärmen, men den geometriska figuren kanske inte är solid om den skrivs ut som den är.

Så försök verifiera att STL (om du inte har skapat det själv) gäller för 3D-utskrift. Det kommer att spara mycket slöseri med tid och även slöseri med filament eller harts på fel modell.

Kontrovers

För att avsluta denna punkt bör du veta att det finns några kontrovers om huruvida denna filtyp ska användas eller inte. Även om det fortfarande är många som svärmar runt, anser vissa redan att STL är döda jämfört med alternativen. Och några av skälen de ger för att undvika STL för 3D-design är:

  • dålig upplösning eftersom, vid triangulering, en del kvalitet går förlorad jämfört med CAD-modellen.
  • Färg och texturer går förlorade, något som andra mer aktuella format redan tillåter.
  • Ingen stoppningskontroll Avancerat.
  • Andra filer är mer produktiva när du redigerar eller granskar dem än en STL om någon rättelse är nödvändig.

Programvara för .stl

CAD vs. STL

Några av Vanliga frågor om filformatet STL de syftar vanligtvis på hur detta format kan skapas, eller hur det kan öppnas, och till och med hur det kan ändras. Här är dessa förtydliganden:

Hur man öppnar en STL-fil

Om du undrar hur öppna en STL-fil, du kan göra det på flera sätt. En av dem är genom vissa tittare online, eller även med programvara installerad på din dator. Här är några av de bästa alternativen:

Hur man skapar en STL-fil

till skapa STL-filer, du har också en bra repertoar av programvara för alla plattformar, och även onlinealternativ som:

*Det finns några 3D-redigerings- och modelleringsappar för mobila enheter som AutoCAD Mobile, Morphi, OnShape, Prisma3D, Putty, Sculptura, Shapr3D, etc., även om de inte kan fungera med STL.

Hur man redigerar en STL-fil

I det här fallet tillåter programvaran som den kan skapa också redigera en STL-fil, därför kan du se föregående punkt för att se program.

Alternativ

3D-design, filformat

Så småningom har de dykt upp några alternativa format för design för 3D-utskrift. Dessa andra format är också mycket viktiga och inkluderar:

Filer med den här typen av språk har inte bara ett tillägg, utan kan presenteras i flera. Vissa är .gcode, .mpt, .mpf, .nc, etc.
  • PLY (Polygon filformat): Dessa filer har filtillägget .ply och det är ett format för polygoner eller trianglar. Den designades för att lagra tredimensionell data från 3D-skannrar. Detta är en enkel geometrisk beskrivning av ett objekt, samt andra egenskaper som färg, transparens, ytnormaler, texturkoordinater, etc. Och precis som STL finns det en ASCII och en binär version.
  • OBJ: Filer med filtillägget .obj är också geometridefinitionsfiler. De utvecklades av Wavefront Technologies för programvara som heter Advanced Visualizer. Det är för närvarande öppen källkod och har antagits av många 3D-grafikprogram. Den lagrar också enkel geometriinformation om ett objekt, såsom positionen för varje vertex, textur, normal, etc. Genom att deklarera hörnen moturs behöver du inte uttryckligen deklarera de normala ytorna. Koordinater i detta format har inte heller enheter, men de kan innehålla skalinformation.
  • 3MF (3D Manufacturing Format): Detta format lagras i .3mf-filer, en öppen källkodsstandard utvecklad av 3MF Consortium. Det geometriska dataformatet för additiv tillverkning är baserat på XML. Det kan innehålla information om materialen, om färgen osv.
  • VRML (Virtual Reality Modeling Language): skapades av Web3D Consortium. Dessa filer har ett format vars syfte är att representera interaktiva tredimensionella scener eller objekt, samt ytfärg, etc. Och de är grunden för X3D (eXtensible 3D Graphics).
  • AMF (Additive Manufacturing Format): Ett filformat (.amf) som också är en öppen källkodsstandard för objektbeskrivningar för additiv tillverkningsprocess för 3D-utskrift. Den är också baserad på XML och är kompatibel med alla CAD-designprogram. Och den har kommit som efterföljaren till STL, men med förbättringar som att inkludera inbyggt stöd för färger, material, mönster och konstellationer.
  • WRL: VRML-tillägg.

Vad är GCode?

Exempel på GCode

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

Vi har pratat mycket om programmeringsspråket GCode, eftersom det är en viktig del av 3D-utskriftsprocessen idag, från STL-design till en G-Code som är en fil med instruktioner och kontrollparametrar för 3D-skrivaren. En konvertering som kommer att utföras automatiskt av slicerprogrammet.

Vi kommer att se mer om dessa koder i artiklarna om CNC, eftersom en 3D-skrivare inte är något annat än en maskin av CNC-typ som skriver ut...

Denna kod har kommandon, som talar om för skrivaren hur och var man ska extrudera materialet för att få delen, av typen:

  • G: Dessa koder förstås allmänt av alla skrivare som använder G-koder.
  • M: Dessa är specifika koder för vissa serier av 3D-skrivare.
  • Andra: det finns också andra inbyggda koder för andra maskiner, såsom funktionerna F, T, H, etc.
Du kan se exempel på G-koder och de grafiska resultaten denna länk.

Som du kan se i föregående bild av exemplet, en serie av kodrader som inte är mer än koordinater och andra parametrar för att tala om för 3D-skrivaren vad den ska göra, som om det vore ett recept:

  • X OCH Z: är koordinaterna för de tre tryckaxlarna, det vill säga vad extrudern måste röra sig i en eller annan riktning, med ursprungskoordinaterna 0,0,0. Till exempel, om det finns ett nummer större än 0 i X:et kommer det att flyttas till den koordinaten i 3D-skrivarens breddriktning. Om det finns ett nummer över 0 i Y:et kommer huvudet att röra sig utåt och i riktning mot utskriftszonen. Slutligen kommer alla värden som är större än 0 i Z att få den att rulla till den angivna koordinaten från botten till toppen. Det vill säga, med avseende på pjäsen kan man säga att X skulle vara bredden, Y djupet eller längden och Z höjden.
  • F: kommer att indikera hastigheten med vilken skrivhuvudet rör sig, angivet i mm/min.
  • E: avser längden på extruderingen i millimeter.
  • ;: all text som föregås av ; det är en kommentar och skrivaren ignorerar den.
  • G28: Det utförs vanligtvis i början så att huvudet rör sig till stopp. Om inga axlar anges kommer skrivaren att flytta alla 3, men om en specifik är specificerad kommer den bara att tillämpa den på den.
  • G1: Det är ett av de mest populära G-kommandona, eftersom det är det som beordrar 3D-skrivaren att deponera material samtidigt som den rör sig linjärt till den markerade koordinaten (X,Y). Till exempel indikerar G1 X1.0 Y3.5 F7200 att avsätta material längs området markerat med koordinaterna 1.0 och 3.5, och med en hastighet av 7200 mm/min, det vill säga vid 120 mm/s.
  • G0: gör samma sak som G1, men utan extruderande material, det vill säga att den förflyttar huvudet utan att avsätta material, för de rörelser eller områden där inget ska deponeras.
  • G92: talar om för skrivaren att ställa in den aktuella positionen för sina axlar, vilket är praktiskt när du vill ändra placeringen av axlarna. Mycket använd precis i början av varje lager eller i indragningen.
  • M104: kommando för att värma extrudern. Det används i början. Till exempel, M104 S180 T0 skulle indikera att extrudern T0 värms upp (om det finns ett dubbelmunstycke skulle det vara T0 och T1), medan S bestämmer temperaturen, i detta fall 180ºC.
  • M109: liknar ovan, men indikerar att utskriften bör vänta tills extrudern har uppnått temperatur innan du fortsätter med några andra kommandon.
  • M140 och M190: liknande de två föregående, men de har inte en parameter T, eftersom det i det här fallet hänvisar till sängens temperatur.

Naturligtvis fungerar den här G-koden för skrivare av FDM-typ, eftersom hartset kommer att behöva andra parametrar, men med det här exemplet är det tillräckligt för att du ska förstå hur det fungerar.

Konverteringar: STL till...

STL-filkonvertering

Slutligen, en annan av de saker som genererar mest tvivel bland användarna, med tanke på antalet olika format som finns, lägga till de för 3D CAD-designer, och koderna som genereras av de olika slicers, är hur man konverterar från ett till ett annat. Här har du några av de mest eftertraktade konverteringarna:

Om du gör en Google-sökning kommer du att se att det finns många onlinekonverteringstjänster, som AnyConv eller MakeXYZ, som kan konvertera nästan alla format, även om alla inte fungerar bra, och inte alla är gratis.
  • Konvertera från STL till GCode: Det kan konverteras med skivningsprogram, eftersom det är ett av dess mål.
  • Gå från STL till Solidworks: kan göras med Solidworks själv. öppen > i filutforskaren ändra till format STL (*.stl) > alternativ > ändra importera som a fast kropp o fast yta > acceptera > bläddra och klicka på den STL du vill importera > öppen > nu kan du se den öppna modellen och funktionsträdet till vänster > Importerad > FeatureWorks > Känn igen funktioner > och det skulle vara klart.
  • Konvertera en bild till STL eller JPG/PNG/SVG till STL: Du kan använda onlinetjänster som Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D, etc, eller använda några AI-verktyg, och till och med programvara som Blender etc, för att generera en 3D-modell från bilden och sedan exportera till STL.
  • Konvertera från DWG till STL: Det är en CAD-fil, och många CAD-designprogram kan användas för att göra konverteringen. Till exempel:
    • AutoCAD: Utdata > Skicka > Exportera > ange filnamnet > välj typ Litografi (*.stl) > Spara.
    • SolidWorks: Arkiv > Spara som > Spara som STL > Alternativ > Upplösning > Fin > OK > Spara.
  • Från OBJ till STL: Både onlinekonverteringstjänster kan användas, såväl som vissa lokala mjukvaruverktyg. Med Spin3D kan du till exempel göra följande: Lägg till filer > Öppna > välj en målmapp i Spara i mappen > Välj utdataformat > stl > tryck på knappen Konvertera och vänta tills processen är klar.
  • Gå från Sketchup till STL: Du kan göra det med Sketchup själv på ett enkelt sätt, eftersom den har både import- och exportfunktioner. I det här fallet måste du exportera genom att följa stegen när du har Sketchup-filen öppen: Arkiv > Exportera > 3D-modell > välj var du vill spara STL > Spara som STereolitografifil (.stl) > Exportera.

mer information


2 kommentarer, lämna din

Lämna din kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *

*

*

  1. Ansvarig för uppgifterna: Miguel Ángel Gatón
  2. Syftet med uppgifterna: Kontrollera skräppost, kommentarhantering.
  3. Legitimering: Ditt samtycke
  4. Kommunikation av uppgifterna: Uppgifterna kommer inte att kommuniceras till tredje part förutom enligt laglig skyldighet.
  5. Datalagring: databas värd för Occentus Networks (EU)
  6. Rättigheter: När som helst kan du begränsa, återställa och radera din information.

  1.   Rubén sade

    Väldigt bra förklarat och väldigt tydligt.
    Tack för syntesen.

    1.    Isaac sade

      Tack så mycket!