Haal het meeste uit uw STL-bestanden

Sinds hun introductie in 1987 zijn STL-bestanden (stereolithografie) het standaardformaat voor afdrukken op het gebied van additive manufacturing gebleven. In deze zelfstudie bekijken we deze bestandsindeling nauwkeurig en delen we een paar manieren om effectiever gebruik te maken van de mogelijkheden ervan als onderdeel van uw eigen additive manufacturing-projecten.

Hoe ze werken

STL-bestanden zijn beschikbaar in zowel ASCII- als binaire indelingen, hoewel in de praktijk binaire representaties vaker worden gebruikt bij additieve fabricage om de bestandsgrootte te minimaliseren. ASCII-geformatteerde bestanden zijn meestal gereserveerd voor het testen van nieuwe CAD-interfaces.

Modellen die als STL-bestanden worden gegenereerd, bestaan ​​uit gekoppelde driehoeken die een nauwkeurige weergave vormen van het oppervlak van een vast object. Elke driehoek wordt weergegeven op een X-, Y- en Z-as, die de hoeken en loodlijnen voorstelt, en een normaal (d.w.z. een vector die naar buiten wijst), die de binnenkant van het gaas bepaalt.

Waarom STL-bestanden?

Een groot deel van de populariteit van het STL-formaat kan worden toegeschreven aan de eenvoud en het gebruiksgemak. STL-bestanden zijn een eenvoudige en praktische manier om ontwerpinformatie te communiceren naar een 3D-printplatform dat de meeste CAD-programma's kunnen genereren. Zodra een ontwerp is voltooid in het oorspronkelijke CAD-programma, wordt het geëxporteerd als een STL-bestand, dat vervolgens kan worden omgezet in afdrukbare informatie met behulp van een slicer-programma. Dit maakt het bestand tot een veelzijdig hulpmiddel dat compatibel is met alle 3D-printers die momenteel in gebruik zijn.

Het STL-formaat heeft echter aanzienlijke beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden. Naarmate de technologie voor additieve productie is geëvolueerd, zijn printplatforms in staat geweest om met een steeds breder scala aan materialen te werken en ook aanvullende processen op te nemen, zoals kleurinjecties. Hoewel moderne CAD-bestanden een breed scala aan informatie kunnen overbrengen (inclusief onderdeeleigenschappen, materiaalsoorten en vereiste kleuren), zijn STL-bestanden nog steeds beperkt tot het weergeven van de geometrie van een gedrukt object, en dus moet er rekening worden gehouden met eventuele aanvullende ontwerpelementen zoals deze. afzonderlijk. Bepaalde softwarepakketten (bijvoorbeeld VisCAM en SolidView) hebben geprobeerd deze oplossing te verhelpen door tools op te nemen voor het weergeven van kleur in binaire STL-bestanden, hoewel deze een extra investering vergen en niet compatibel zijn met alle STL-bestandslezers.

Bovendien zijn STL-bestanden vrij moeilijk te bewerken in vergelijking met CAD-bestanden, waardoor het essentieel is dat alle gegevens goed zijn gecontroleerd en geoptimaliseerd voordat ze worden voorbereid om te worden afgedrukt, zoals we later in deze tutorial zullen zien.

De juiste bestandsresolutie instellen

Het aantal driehoeken dat in het model wordt gebruikt (d.w.z. de resolutie) bepaalt het detailniveau en - op zijn beurt - de grootte van het bestand. Een te lage resolutie en de driehoekjes zijn nog steeds zichtbaar na het printen, een te hoge resolutie zal waarschijnlijk details bevatten die niet afgedrukt kunnen worden. De afstand tussen het oppervlak van het oorspronkelijke ontwerp en het oppervlak van het geëxporteerde STL-bestand wordt de 'akkoordhoogte' genoemd. Hoe kleiner de akkoordhoogte, hoe vloeiender het resultaat, dus een akkoordhoogte van 0,001 mm wordt aanbevolen als een goede basislijn.

Indien nodig is het ook mogelijk om de bestandsresolutie te verhogen door de hoektolerantie aan te passen - de limiet voor de grootte van de hoek tussen normalen van aangrenzende bestanden. Dit is meestal ingesteld op 15°, maar het verlagen ervan zal de resolutie van het uitgevoerde STL-bestand verhogen.

Geslaagde bestandsconversies

Als een model in een ander formaat is ontworpen, moet het worden geconverteerd naar STL-formaat om het afdrukbaar te maken. Houd er rekening mee dat STL-bestanden relatief eenvoudig zijn in vergelijking met veel CAD-gebaseerde ontwerpen, dus complexere informatie (bijvoorbeeld oppervlaktegrenzen) wordt mogelijk niet vertaald tijdens het bestandsconversieproces. Dit kan worden ondervangen door het aantal gebruikte driehoeken te vergroten, maar dit zal de grootte van het bestand vergroten, dus het zal nodig zijn om een ​​evenwicht te vinden. Als alternatief kunnen bepaalde CAM-programma's de verloren gegevens extrapoleren als onderdeel van het afdrukproces. Bij RP Platform hebben we een bestandsconversieproces ontwikkeld dat verschillende mozaïekniveaus ondersteunt en helpt de kwaliteit en consistentie van gegevens tijdens het conversieproces te behouden.

Uw bestanden controleren voordat u ze afdrukt

Het belangrijkste onderdeel van het voorbereiden van een bestand voor afdrukken is het controleren van het bestand op gegevensfouten voordat ze worden uitgevoerd om af te drukken, aangezien de opties voor het bewerken van STL-bestanden na uitvoer uiterst beperkt zijn. Dit moet het volgende omvatten:

• Welk detailniveau is vereist voor het voltooide onderdeel? Het exacte niveau van STL-precisie dat nodig is om het gewenste resultaat te bereiken, is afhankelijk van het type materiaal dat wordt gebruikt. Een goede vuistregel is om te streven naar een orde van grootte kleiner dan de maximaal mogelijke precisie.
• Het is niet mogelijk om CAD-bestanden van oppervlaktemodellen af ​​te drukken. Zorg ervoor dat uw bestand een solide model is.
• Welke dikte van het element is vereist? Over het algemeen is een minimale dikte van 0,020 vereist voor duidelijke resultaten.
• Is de vijl waterdicht en vrij van gaten, openingen en overlappingen?
• Is het bestand vrij van niet-verdeelde of gedeelde randen (d.w.z. randen die in contact komen met meer dan één oppervlak)?
• Wijzen alle oppervlaktenormalen van het model af?
• Zijn er bewegende delen? Als dat het geval is, moet de opening ertussen minimaal 0,5 mm zijn om plakken te voorkomen.
• Past het model daadwerkelijk op uw 3D-printplatform? Vink het selectiekader aan voordat u een bestand verzendt om af te drukken. Als het model moet worden verkleind, zorg er dan voor dat de wanddikte nog steeds voldoet aan de minimumvereisten en dat eventuele dragende armen nog steeds de vereiste belasting kunnen dragen.

Het is raadzaam om gespecialiseerde software (zoals RP Platform) te gebruiken om STL-bestanden te controleren en te repareren als 'laatste verdedigingslinie' voordat u gaat afdrukken, omdat zelfs de kleinste foutjes tot afdrukfouten kunnen leiden. Hoewel veel platforms tools bevatten voor handmatige controles en reparaties, kan een geautomatiseerd proces voor het herstellen van bestanden alle resterende kansen op menselijke fouten elimineren en u zo helpen kostbare fouten te voorkomen. Mits het bestand vooraf goed is gecontroleerd, kunnen eventuele reparaties automatisch plaatsvinden, zonder zichtbaar effect op het uiteindelijke ontwerp.

Ken uw materialen

Ten slotte, hoewel STL-bestanden geen informatie bevatten over het materiaal waarin het model zal worden afgedrukt, loont het om hier vroeg in uw ontwerp rekening mee te houden en te overwegen of de materiaalspecificaties de kwaliteit van uw afdruk beïnvloeden. Heeft het detailniveau dat met het gekozen materiaal kan worden bereikt bijvoorbeeld invloed op uw keuze voor de bestandsresolutie?

Ken uw software
Het exportproces voor STL-bestanden varieert tussen verschillende CAD-platforms, dus houd rekening met de verschillen tussen platforms als u meerdere verschillende gaat gebruiken.