Standaardiseren van bestandsindelingen - een voortdurende uitdaging voor AM-serviceproviders

Met tientallen verschillende 3D-bestandsindelingen die in de 3D-printindustrie worden gebruikt, was het een uitdaging om een ​​gestandaardiseerd, universeel bestandsformaat te ontwikkelen.

Een gebrek aan een standaard bestandsformaat zorgt voor veel problemen. U bent bijvoorbeeld als 3D-printserviceprovider waarschijnlijk in een situatie geweest waarin u de bestanden van klanten niet kunt accepteren omdat uw software of hardware dit niet ondersteunt.

Terwijl de industrie langzaam maar zeker overgaat tot de invoering van één enkel bestandsformaat voor AM, onderzoeken we nieuwe alternatieven voor bestandsformaat en tools om uw 3D-printservices nog flexibeler te maken.

STL blijft de industriestandaard 

Om een ​​driedimensionaal object te printen, heeft een 3D-printer een digitale blauwdruk van het object nodig. Dit is slechts een bestand dat alle relevante gegevens over het object opslaat, zoals geometrie, kleur, textuur en materialen.

STL-bestanden zijn lange tijd het meest gebruikte bestandsformaat voor 3D-printen geweest en worden nog steeds veel gebruikt door bedrijven die AM-diensten aanbieden. Hoewel het formaat voor veel toepassingen effectief is gebleken, moet het nog veel van de meer recente innovaties in additive manufacturing inhalen.

Het STL-bestandsformaat werd halverwege de jaren tachtig uitgevonden om CAD-software om bestanden te verzenden om 3D-objecten af ​​te drukken. Met behulp van STL wordt een ontwerp in CAD geëxporteerd als een STL-bestand, dat een driedimensionaal object beschrijft als een reeks gekoppelde driehoeken (polygonen).

Ondanks veel ontwikkelingen in de industrie, is de Het STL-formaat is al meer dan 30 jaar grotendeels ongewijzigd gebleven. Naarmate de 3D-printindustrie zich blijft ontwikkelen en evolueren, zijn de beperkingen van het STL-formaat duidelijker geworden, vooral wanneer 3D-printen wordt gebruikt om complexe productieonderdelen te ontwerpen.

Hier zijn slechts enkele van de uitdagingen bij het gebruik van STL-bestanden: 

• Het nauwkeurig definiëren van complexe of grote geometrische vormen en structuren kan moeilijk zijn en omvat het maken van bestanden die onpraktisch groot kunnen worden (bijvoorbeeld enkele gigabytes). Het duurt lang voordat deze bestanden naar een 3D-printer worden verzonden en in sommige gevallen kunnen ze zo groot zijn dat een 3D-printer niet het hele bestand kan accepteren.

• Het formaat specificeert niet de informatie over kleur, textuur of materiaal.

• Het STL-formaat kan geen andere gegevens dan het ontwerp insluiten, inclusief informatie met betrekking tot copyright en bestandsbeveiliging.

• Het aanpassen van het bestand is moeilijk. De bestandsindeling kan geen onderscheid maken tussen kleine en grote wijzigingen, dus elke wijziging betekent dat de hele workflow opnieuw moet beginnen, wat uren kan toevoegen aan het ontwerpproces.

Deze beperkingen, samen met de groeiende populariteit van 3D-printservices in de afgelopen 30 jaar, hebben geleid tot verschillende pogingen om een ​​nieuw standaardbestandsformaat voor AM te ontwikkelen, met wisselend succes.

Moderne STL-kanshebbers 

Om de industrialisatie van de technologie te versnellen, moet de AM-industrie een verbeterd 3D-gegevensformaat ontwikkelen, dat de getrouwheid van de originele CAD kan behouden.

De American Society for Testing and Materials (ASTM) Standards startte een van de eerste projecten om een ​​nieuw bestandsformaat voor AM te ontwikkelen. Uiteindelijk kwamen ze in 2011 met het AMF 3D-printerbestandsformaat. Het is een op XML gebaseerd formaat met native ondersteuning voor geometrie, schaal, kleur, materialen, roosters, duplicaten en oriëntatie.

Het AMF-bestandsformaat introduceert ook het concept van printconstellaties, waardoor informatie over meerdere objecten samen kan worden gepositioneerd en gerangschikt. Een van de voordelen die het biedt, is bijvoorbeeld een grotere verpakkingsefficiëntie.

Bovendien kunt u met het AMF 3D-printerbestandsformaat de schaal van het ontwerp in verschillende eenheden specificeren. Het ontbreken van deze functie is een bron van grote frustratie voor STL-gebruikers.

Het 3MF-bestandsformaat

In de tussentijd kwam Microsoft in 2015 met het 3MF-formaat, ontworpen om een ​​ultiem alternatief te worden voor het STL-bestandsformaat.

In tegenstelling tot de ASTM, die het ontwikkelingsproces aan een select aantal experts overhield, Microsoft heeft een Consortium opgericht om de ontwikkeling en voortgang van het 3MF-formaat te regelen.

Een voordeel van de nieuwere 3MF is het inherente vermogen van het formaat om verschillende segmenten van de geometrie te begrijpen en te behandelen op basis van doelen, zoals het markeren van bepaalde segmenten als roostervullingen en andere als ondersteunende structuren.

In de afgelopen twee jaar zijn er verschillende updates voor 3MF geweest, waaronder vier uitbreidingen voor Materials and Properties, Production, Beam Lattice en Slice. Meer recent heeft het 3MF Consortium de Secure Content-extensie geïntroduceerd, die verantwoordelijk is voor de versleuteling van gevoelige AM-gegevens.

Bovendien zit 3MF boordevol ingebouwde functies die niet beschikbaar zijn in STL, zoals complexe vormgegevens met kleine bestandsgroottes, een of meerdere texturen en meerdere kleurgegevens.

Naast AMF en 3MF zijn er andere bestandsindelingen die beschikbaar zijn voor 3D-printen, waaronder STEP, IGES, NURBS, OBJ en VRML. STEP wordt ook beschouwd als een mogelijke vervanging voor STL, hoewel de relatieve complexiteit ervan in vergelijking met andere formaten ervoor zorgt dat het nog geen brede acceptatie heeft gekregen.

Ironisch genoeg worden de nieuwe bestandsformaten nogal langzaam geadopteerd binnen de AM-industrie die zo nauw verbonden is met innovatie.

Omdat de industrie terughoudend is om over te schakelen naar efficiëntere formaten, zal een gestandaardiseerd bestandsformaat voor AM waarschijnlijk nog enige tijd op zich laten wachten.

Een interoperabele workflow creëren

Dat gezegd hebbende, AM-serviceproviders moeten zich kunnen aanpassen aan het ontbreken van een gestandaardiseerd bestandsformaat.

Als een klant bij u wil bestellen, moet het een topprioriteit voor u zijn om laat ze een bestelling plaatsen in elk bestandsformaat dat geschikt is voor 3D-printen.

Het aanbieden van dit niveau van flexibiliteit is echter vaak makkelijker gezegd dan gedaan, gezien het aantal 3D-bestandsformaten dat u moet kunnen ondersteunen.

Bovendien zijn veel van deze bestandsindelingen gekoppeld aan specifieke AM-hardware of -software, wat betekent dat u mogelijk meerdere softwarelicenties moet aanschaffen om uw services te leveren.

Om dure investeringen in meerdere licenties te voorkomen, is het zinvol om een ​​gespecialiseerd systeem te integreren dat meerdere bestandsindelingen kan ondersteunen en de bestanden van klanten kan converteren naar de indelingen die door uw machines worden ondersteund.

Workflow-automatiseringssoftware, ontwikkeld voor 3D-printen, is misschien wel de beste oplossing. Dergelijke software kan u helpen bij het opzetten van een gecentraliseerd platform, waarmee uw klanten bestellingen voor 3D-printen via uw website kunnen plaatsen, en waarmee u automatisch de prijs kunt bepalen en inkomende verzoeken kunt beheren.

Geavanceerde workflowsoftware kan meerdere bestandsindelingen - AMFG ondersteunt bijvoorbeeld meer dan 40 - waardoor u de compatibiliteit van bestandsindelingen kunt vergroten en daardoor de klantenservice kunt verbeteren.

Uiteindelijk blijft de pleidooi voor standaardisatie sterk, dus bedrijven die AM-services aanbieden, moeten bereid zijn de beschikbare opties te verkennen en een objectief standpunt in te nemen over wat het meest geschikt is voor de eisen van hun en hun klanten.

Hoe sneller de industrie zich van STL verwijdert, des te dichter komen we bij de visie van een bestandsformaat dat echt kan voldoen aan de veranderende behoeften van de additieve productiesector.