STL 文件：您需要了解的有關此格式及其替代方案的所有信息

如果您進入了 3D 打印的世界，那麼您肯定在不止一個地方看到過 STL 這個縮寫詞。 這些縮寫是指 一種文件格式（擴展名為 .stl） 這非常重要，儘管現在有一些替代方案。 眾所周知，3D 設計不能按原樣打印，它們需要一些中間步驟。

當您有了 3D 模型的概念後，您必須使用 CAD 設計軟件並生成渲染。 然後可以將它導出為 STL 格式，然後通過一個切片器“切片”它以創建，例如，一個 GCode 3D打印機可以理解 這樣就可以創建圖層，直到完成作品。 但是，如果您不完全了解它，請不要擔心，在這裡我們將解釋您需要了解的所有內容。

3D模型處理

使用傳統打印機，您有一個程序，例如 PDF 閱讀器、文本編輯器、文字處理器等，其中有一個打印功能，當按下該功能時，文檔將進入打印隊列以供其打印被打印。 然而，在 3D 打印機中，它有點複雜，因為 需要3類軟件 為了使它工作：

• 3D建模軟件：這些可以是用於創建要打印的模型的建模或 CAD 工具。 一些例子是：
  • 修補程序CAD
  • 混合器
  • BRL-CAD
  • 設計火花機械
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • 翅膀3D
  • 歐特克AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Inventor中
  • 3D斜線
  • Sketchup的
  • 3D MOI
  • 犀牛3D
  • 影院4D
  • 紮實的​​作品
  • 瑪雅
  • 3DS最大
• 切片機: 它是一種軟件，它把前面一個程序設計的文件和切片，也就是把它切成層。 這樣一來，3D打印機就可以理解了，如你所知，它是一層一層的構建，並轉換成G-Code（大多數3D打印機製造商的主流語言）。 這些文件還包括附加數據，例如打印速度、溫度、層高、是否有多重擠出等。 基本上是一個 CAM 工具，它為打印機生成所有指令，以便能夠製作模型。 一些例子是：
  • Ultimaker庫拉
  • 直放站
  • 簡化3D
  • 切片3r
  • 親吻切片機
  • 創意者
  • 八印
  • 3D打印機操作系統
• 打印機主機或主機軟件：在 3D 打印中，它指的是一個程序，其實用程序是從切片機接收 GCode 文件並將代碼傳送到打印機本身，通常通過 USB 端口或通過網絡。 通過這種方式，打印機可以使用 X (0.00)、Y (0.00) 和 Z (0.00) 坐標來解釋 GCode 命令的“配方”，打印頭必須移動到這些坐標以創建對象和必要的參數。 在許多情況下，主機軟件集成到切片器本身中，因此它們通常是單個程序（參見切片器示例）。

這最後兩點 它們通常帶有 3D 打印機本身，就像傳統的打印機驅動程序一樣。 然而， 設計軟件 您將不得不單獨選擇它。

切片：什麼是 3D 滑塊

在上一節中，您了解了有關滑塊的更多信息，即切割 3D 模型的軟件，旨在獲取必要的圖層、形狀和尺寸，以便 3D 打印機知道如何創建它。 然而， 3D打印中的切片過程 這是非常有趣的，也是這個過程中的一個基本階段。 因此，您可以在此處獲得有關它的更多信息。

El 分步切片過程 根據所使用的 3D 打印技術略有不同。 基本上你可以區分：

• FDM 切片：在這種情況下，需要對多個軸 (X/Y) 進行精確控制，因為它們在兩個軸上移動打印頭，並且非常需要打印頭的移動來構建三維對象。 它還將包括噴嘴溫度和冷卻等參數。 一旦切片機生成 GCode，內部打印機控制器的算法將負責執行必要的命令。
• SLA切片：在這種情況下，命令還必須包括曝光時間和仰角速度。 這是因為，不是通過擠壓來沉積層，而是必須將光束引導到樹脂的不同部分以使其固化並創建層，同時提升對像以允許創建另一個新層。 這種技術比 FDM 需要更少的運動，因為只控制一個反射鏡來引導激光。 此外，必須強調一些重要的事情，那就是這些類型的打印機通常不使用 GCode，而是它們通常有自己的專有代碼（因此，它們需要自己的切割或切片軟件）。 但是，有一些 SLA 的泛型，例如 ChiTuBox 和 FormWare，它們與許多此類 3D 打印機兼容。
• DLP 和 MSLA 切片：在另一種情況下，它與 SLA 類似，但不同之處在於，其中唯一需要的移動是構建板的移動，在此過程中它將沿 Z 軸移動。 其他信息將面向展板或屏幕。
• 其他: 其餘如SLS、SLM、EBM等，印刷工藝可能會有明顯差異。 請記住，在提到的這三種情況下，還添加了另一個變量，例如 binder 的注入，並且需要更複雜的切片過程。 除此之外，我們必須補充一點，品牌的 SLS 打印機型號與競爭對手的 SLS 打印機不同，因此需要特定的切割軟件（它們通常是製造商自己提供的專有程序）。

最後，我想補充一下，有一家比利時公司叫 物化 誰創造了一個 適用於所有 3D 打印技術的複雜軟件 和一個強大的 3D 打印機驅動程序，稱為 魔法. 此外，該軟件可以通過模塊進行增強，為特定機器生成適當的切割文件。

STL 文件

到目前為止，已經參考了 STL 文件，這是本文的核心。 然而，這種流行的格式還沒有被深入研究。 在本節中，您將能夠深入了解它：

什麼是STL文件？

格式 STL 文件 它是一個包含 3D 打印機驅動程序所需的文件，也就是說，打印機硬件可以打印所需的形狀，換句話說，它允許對 3D 對象表面的幾何形狀進行編碼。 它由 80D Systems 的 Chuck Hull 在 XNUMX 年代創建，首字母縮略詞並不完全清楚。

幾何編碼可以編碼為 鑲嵌，以沒有重疊或空間的方式插入幾何形狀，即像馬賽克一樣。 例如，可以使用三角形組合形狀，就像 GPU 渲染的情況一樣。 由三角形組成的精細網格將形成 3D 模型的整個表面，其中包含三角形的數量及其 3 個點的坐標。

二進制 STL 與 ASCII STL

它區分二進制格式的 STL 和 ASCII 格式的 STL。 兩種方式來存儲和表示這些瓦片和其他參數的信息。 一種 ASCII 格式示例 將：

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>

其中 «vertex» 將是具有各自 XYZ 坐標的必要點。 例如，要創建 球形, 你可以用這個 示例 ASCII 碼.

當 3D 形狀非常複雜或很大時，意味著有很多小三角形，如果分辨率更高則更多，這將使三角形更小以使形狀平滑。 這會生成巨大的 ASCII STL 文件。 為了壓縮它，我們使用 STL 格式 二進製文件，例如：

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

如果你希望， 這裡有一個 STLB 文件 或示例二進制 STL 以形成 一個簡單的立方體.

最後，如果你想知道是否 最好是 ASCII 或二進制，事實是二進製文件總是被推薦用於 3D 打印，因為它們的尺寸較小。 但是，如果您想檢查代碼並手動調試它，那麼除了使用 ASCII 和編輯之外別無他法，因為它更易於解釋。

STL的優點和缺點

像往常一樣，STL 文件有其優點和缺點。 了解它們以確定它是否適合您的項目或何時不應該使用它是很重要的：

• 優點:
  • 這是一個 通用和兼容的格式 幾乎所有的 3D 打印機，這就是為什麼它在 VRML、AMF、3MF、OBJ 等其他打印機中如此受歡迎的原因。
  • 擁有一個 成熟的生態系統，並且很容易在 Internet 上找到所需的一切。
• 缺點:
  • 您可以包含的信息量的限制，因為它不能用於顏色、構面或其他附加元數據以包括版權或作者身份。
  • La 保真度是它的另一個弱點. 使用高分辨率（微米）打印機時，分辨率不是很好，因為平滑描述曲線所需的三角形數量非常多。

並非所有 STL 都適合 3D 打印

似乎任何 STL 文件都可以用於 3D 打印，但事實是 並非所有 .stl 都是可打印的. 它只是一個格式化為包含幾何數據的文件。 為了讓它們被打印出來，它們需要有厚度的細節，以及其他必要的細節。 簡而言之，STL 保證模型可以在 PC 屏幕上很好地看到，但如果按原樣打印，幾何圖形可能會不立體。

所以試試 驗證 STL （如果您沒有自己創建）適用於 3D 打印。 這將為您節省大量浪費時間，並在錯誤的型號上浪費燈絲或樹脂。

爭議

要完成這一點，您應該知道有一些 關於是否使用此文件類型的爭議. 儘管仍然有很多人蜂擁而至，但與其他替代品相比，有些人已經認為 STL 已死。 他們給出的避免 3D 設計使用 STL 的一些原因是：

• 分辨率差 因為，在進行三角測量時，與 CAD 模型相比，會損失一些質量。
• 顏色和紋理丟失，其他更當前的格式已經允許的東西。
• 無填充控制 先進的。
• 其他文件更有效率 在編輯或審查它們而不是 STL 時，以防有必要進行任何糾正。

.stl 軟件

一些 有關 STL 文件格式的常見問題 他們通常指的是如何創建這種格式，或者如何打開它，甚至如何修改它。 以下是這些說明：

如何打開 .stl 文件

如果你想知道如何 打開一個 STL 文件，您可以通過多種方式進行操作。 其中之一是通過一些在線查看器，或者也可以通過計算機上安裝的軟件。 以下是一些最佳選擇：

• 線上：
  • STL 視圖STL
  • 歐特克查看器
• Windows: 微軟 3D 查看器
• GNU / Linux: 格姆什
• MacOS：預覽或 愉快的3D
• iOS / iPadOS: STL 簡單查看器
• Android的： 快速STL查看器

如何創建 STL 文件

至 創建 STL 文件，您還擁​​有適用於所有平台的良好軟件庫，甚至還有在線選項，例如：

• 線上： 修補程序CAD, Sketchup的, OnShape
• Windows: FreeCAD, 攪拌機， 網格實驗室
• GNU / Linux: FreeCAD, 攪拌機， 網格實驗室
• MacOS: FreeCAD, 攪拌機， 網格實驗室
• iOS / iPadOS：*
• 機器人：*

如何編輯 STL 文件

在這種情況下，它能夠創建的軟件也允許 編輯 STL 文件，因此，看節目，可以看上一點。

替代品

他們一點一點地出現了 一些替代格式 用於 3D 打印設計。 這些其他格式也非常重要，包括：

• PLY（多邊形文件格式）：這些文件具有 .ply 擴展名，它是多邊形或三角形的格式。 它旨在存儲來自 3D 掃描儀的 XNUMXD 數據。 這是對象的簡單幾何描述，以及其他屬性，例如顏色、透明度、表面法線、紋理坐標等。 而且，就像 STL 一樣，有 ASCII 和二進製版本。
• OBJ: 帶有 .obj 擴展名的文件也是幾何定義文件。 它們是由 Wavefront Technologies 為名為 Advanced Visualizer 的軟件開發的。 它目前是開源的，並已被許多 3D 圖形程序採用。 它還存儲有關對象的簡單幾何信息，例如每個頂點的位置、紋理、法線等。 通過逆時針聲明頂點，您不需要顯式聲明法線面。 此外，這種格式的坐標沒有單位，但可以包含比例信息。
• 3MF（3D 製造格式）：此格式存儲在 .3mf 文件中，這是由 3MF 聯盟開發的開源標準。 增材製造的幾何數據格式基於 XML。 它可以包括有關材料、顏色等的信息。
• VRML（虛擬現實建模語言）: 由 Web3D 聯盟創建。 這些文件具有一種格式，其目的是表示交互式三維場景或對象，以及表面顏色等。 它們是 X3D（可擴展 3D 圖形）的基礎。
• AMF（增材製造格式）：一種文件格式 (.amf)，也是用於 3D 打印的增材製造過程的對象描述的開源標準。 它也基於 XML，並且與任何 CAD 設計軟件兼容。 它已作為 STL 的繼任者出現，但進行了改進，例如包括對顏色、材料、圖案和星座的原生支持。
• WRL: VRML 擴展。

什麼是G代碼？

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

我們已經談論了很多關於 GCode 編程語言，因為它是當今 3D 打印過程的關鍵部分，從 STL 設計轉移到 一個 G 代碼，它是一個包含 3D 打印機指令和控制參數的文件. 將由切片器軟件自動執行的轉換。

這段代碼有 指揮官， 告訴打印機如何以及在哪裡擠出材料以獲得零件，類型：

• G：這些代碼被所有使用 G 代碼的打印機普遍理解。
• M：這些是特定係列 3D 打印機的特定代碼。
• otros： 還有其他機器的其他原生代碼，比如函數F、T、H等。

正如您在示例的上一張圖片中看到的那樣，一系列 代碼行 這無非就是告訴 3D 打印機做什麼的坐標和其他參數，就好像它是一個食譜：

• X 和 Z： 是三個打印軸的坐標，即擠出機必須沿一個方向或另一個方向移動的坐標，原點坐標為 0,0,0。 例如，如果 X 中有一個大於 0 的數字，它將在 3D 打印機的寬度方向上移動到該坐標。 而如果 Y 軸上有一個大於 0 的數字，則打印頭將向外移動並朝打印區域的方向移動。 最後，Z 中任何大於 0 的值都將導致它從下到上滾動到指定的坐標。 也就是說，對於這幅作品，可以說 X 是寬度，Y 是深度或長度，Z 是高度。
• F: 將指示打印頭移動的速度，單位為 mm/min。
• E: 指以毫米為單位的擠壓長度。
• ;: 所有以 ; 開頭的文本這是一條評論，打印機會忽略它。
• G28：通常在開始時執行，以便頭部移動到停止位置。 如果沒有指定軸，打印機將移動所有 3 個軸，但如果指定了特定軸，它只會將其應用於該軸。
• G1：它是最流行的 G 命令之一，因為它是命令 3D 打印機在線性移動到標記坐標 (X,Y) 的同時沉積材料的命令。 例如，G1 X1.0 Y3.5 F7200 表示沿坐標 1.0 和 3.5 標記的區域，以 7200 mm/min 的速度，即 120 mm/s 的速度沉積材料。
• G0： 與 G1 相同，但不擠出材料，也就是說，它在不沉積材料的情況下移動頭部，對於那些不應該沉積任何東西的運動或區域。
• G92： 告訴打印機設置其軸的當前位置，這在您想要更改軸的位置時很方便。 非常適合在每一層的開始或縮回時使用。
• M104： 命令加熱擠出機。 它在開始時使用。 例如， M104 S180 T0 表示擠出機 T0 被加熱（如果有雙噴嘴，則為 T0 和 T1），而 S 決定溫度，在本例中為 180ºC。
• M109： 與上麵類似，但表示打印應該等到擠出機達到溫度後再繼續執行任何其他命令。
• M140 和 M190： 類似於前兩個，但它們沒有參數 T，因為在這種情況下，它指的是床的溫度。

當然，這個 G 代碼有效 用於 FDM 類型打印機，因為樹脂需要其他參數，但是通過這個示例，您足以了解它是如何工作的。

轉換：STL 到...

最後，考慮到存在的不同格式的數量，加上 3D CAD 設計的格式以及不同切片機生成的代碼，用戶最疑惑的另一件事是如何從一種轉換到另一種。 在這裡你有 一些最想要的轉換:

• 從 STL 轉換為 GCode：它可以用切片軟件轉換，因為它是它的目標之一。
• 從 STL 轉到 Solidworks: 可以用 Solidworks 本身完成。 開放 > 在文件資源管理器中更改為格式 STL (*.stl) > 選項 > 改變 導入為 a 固體 o 堅硬的表面 > 接受 > 瀏覽並單擊要導入的 STL > 開放 > 現在您可以在左側看到打開的模型和特徵樹 > 外 > 特徵工程 > 識別特徵 > 它就準備好了。
• 將圖像轉換為 STL 或將 JPG/PNG/SVG 轉換為 STL：您可以使用 Imagetostl、Selva3D、Smoothie-3D 等在線服務，或使用一些 AI 工具，甚至是 Blender 等軟件，將圖像生成 3D 模型，然後導出到 STL。
• 從 DWG 轉換為 STL: 是一個CAD文件，很多CAD設計軟件都可以轉換。 例如：
  • AutoCAD：輸出 > 發送 > 導出 > 輸入文件名 > 選擇類型光刻 (*.stl) > 保存。
  • SolidWorks：文件 > 另存為 > 另存為 STL > 選項 > 分辨率 > 精細 > 確定 > 保存。
• 從 OBJ 到 STL: 兩種在線轉換服務都可以使用，也可以使用一些本地軟件工具。 例如，使用 Spin3D，您可以執行以下操作：添加文件 > 打開 > 在保存在文件夾中選擇目標文件夾 > 選擇輸出格式 > stl > 按轉換按鈕並等待過程完成。
• 從 Sketchup 到 STL：您可以使用 Sketchup 本身輕鬆地做到這一點，因為它具有導入和導出功能。 在這種情況下，您需要在打開 Sketchup 文件時按照以下步驟進行導出：文件 > 導出 > 3D 模型 > 選擇 STL 的保存位置 > 另存為 STereolithography 文件 (.stl) > 導出。

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