Uitgebreide Gids voor 3D-Print Bestandsformaten: OBJ, STL, AMF en 3MF

Alle bestanden, of het nu tekst, muziek, afbeeldingen of 3D-modellen zijn, bestaan uit miljoenen bits. De data die deze bits dragen, evenals de manier waarop ze gecodeerd zijn, bepalen de aard en het formaat van het bestand. Afhankelijk van het bestandsformaat van een CAD-bestand, kan het bestand geometrie, materiaal, textuur, grootte of kleurdata van een model bevatten.

Bestandsformaten en 3D-printen

3D-printers bouwen delen laag voor laag op. Na het maken en opslaan van een model in een 3D-printbestandsformaat, moet het model naar een software gestuurd worden om te worden gesliced, een proces waarin een vol model wordt verdeeld in talloze dunne horizontale lagen. De slicing-software scant de lagen en gebruikt de informatie om de G-code te genereren – een set instructies over hoe de 3D-printer moet bewegen om het vereiste object te produceren. Vervolgens wordt het G-code-bestand naar de printer gestuurd. Sommige printers worden geleverd met hun eigen slicing-software, zodat u het model rechtstreeks in het 3D-printbestandsformaat kunt sturen.

De informatie in het CAD-bestand is cruciaal voor succesvol printen. Herinner dat het bestandsformaat bepaalt welke informatie het bestand draagt. Met deze informatie wordt de benodigde machinecode gegenereerd. Daarom is het bestandsformaat zeer belangrijk. Er zijn specifieke soorten informatie zoals geometrie, textuur, kleur en materiaal die nodig zijn om het proces mogelijk te maken. In reguliere 3D-CAD-bestandsformaten is deze data niet altijd opgenomen of gecodeerd voor 3D-printen, vandaar de noodzaak voor bestandsformaten die exclusief voor 3D-printen zijn. Deze bestandsformaten worden 3D-printbestandsformaten genoemd.

Ook werkt slicing-software niet met reguliere 3D-bestandsformaten zoals STEP, IPT en SLDPRT. Deze moeten eerst worden geconverteerd naar een 3D-printbestandsformaat.

Er zijn verschillende 3D-printbestandsformaten in gebruik. De meest alomtegenwoordige zijn STL, OBJ, AMF en 3MF. Wat is precies de reden voor hun alomtegenwoordigheid? Wat deze bestandsformaten zijn, wat ze uitzeichnet en hoe ze verschillen van elkaar en andere 3D-printbestandsformaten, is als volgt.

STL

Het STL (Standard Tessellation Language) bestandsformaat is de pionier onder de 3D-printbestandsformaten. Het werd in 1987 uitgevonden door Chuck Hull, de uitvinder van 3D-printen. Drie decennia later is het STL-bestandsformaat nog steeds het meest gebruikt en wordt beschouwd als het standaardbestandsformaat in 3D-printen. Dit komt doordat STL, door al zo lang te bestaan, compatibel is met de meeste 3D-CAD-software en andere software en hardware in 3D-printen.

Een kenmerk van STL is dat het geometrie opslaat met behulp van tesellaties. Tessellatie is het proces van het bedekken (tegeling) van een oppervlak met een reeks geometrische vormen op een manier dat er geen gaten of overlappingen zijn. In een STL-bestand wordt de geometrie van een 3D-model gecodeerd door talloze driehoeken die de oppervlakken van het model bedekken.

Voor gebogen oppervlakken is een groot aantal willekeurig kleine driehoeken vereist om de oppervlakken te bedekken. Hoe groter het aantal driehoeken in een model, des te groter de bestandsgrootte.

Een ander onderscheidend kenmerk van het STL 3D-printbestandsformaat is dat het alleen geometriedata opslaat. Andere data met betrekking tot een model zoals kleur, textuur en materiaal worden weggelaten. Dit was geen probleem toen printers maar in één kleur en één materiaal tegelijk konden printen. Het mag nog steeds geen probleem zijn als u een eenvoudige prototype nodig hebt. Met de vooruitgang in 3D-printen zoals multi-kleur en multi-materiaal printen, en het gebruik van 3D-printen voor het produceren van volledig functionele, kant-en-klaar objecten, kan het STL-bestandsformaat wel op weg zijn naar het verleden.

Voordelen

• Compatibel met praktisch elke hardware en software in de wereld van 3D-printen
• Meest gebruikt en gedeelde bestandsformaat voor 3D-printen. Miljoenen STL-modellen zijn online beschikbaar voor eenvoudige download

Nadelen

• Kan alleen geometriedata opslaan. Kleur, textuur en materiaaldata worden weggelaten
• Detailniveau is beperkt. Bijvoorbeeld, gebogen oppervlakken worden benaderd
• Ho hoger de nauwkeurigheid van het bestand, des te groter het wordt
• Er kunnen gaten en overlappende driehoeken in de tessellatie zitten omdat het bestandsformaat foutgevoelig is. Onvolkomenheden kunnen gedetecteerd en hersteld worden met STL-reparatietools. Dit is echter tijdrovend
• Schaal en eenheden worden niet gespecificeerd

OBJ

Ontwikkeld door WaveFront Technologies, was het OBJ-bestandsformaat oorspronkelijk bedoeld voor grafisch ontwerp als een neutraal uitwisselingsbestandsformaat. Met de ontwikkeling van multi-kleur en multi-materiaal printen, werd het bestandsformaat later overgenomen door de 3D-printindustrie.

Wat populariteit betreft, is OBJ tweede na STL. Echter, in tegenstelling tot STL wat alleen geometriedata opslaat, kan OBJ geometrie, kleur, textuur en materiaaldata opslaan. Kleurdata wordt opgeslagen in een apart bijbehorend MTL-bestand (Material Template). Een OBJ-bestand moet samen met het bijbehorende MTL-bestand gedeeld worden om kleurprinten mogelijk te maken.

Een ander kenmerk van het OBJ 3D-printbestandsformaat is dat u kunt kiezen hoe de geometrie van uw model gecodeerd wordt. U kunt tesellaties maken met verschillende vormen zoals polygonen en vierhoeken, en niet alleen driehoeken. U kunt ook geavanceerdere en preciezere methoden gebruiken zoals vrijvormige kurven en oppervlakken. Hierdoor kunnen OBJ-bestanden modellen opslaan met veel grotere nauwkeurigheid.

Voordelen

• Slaat data nauwkeurig op
• Slaat geometrie, kleur, textuur en materiaaldata op

Nadelen

• Niet zo populair als STL, dus beperkte compatibiliteit
• Bevat een grote hoeveelheid complexe data. Dit maakt delen of bewerken tijdrovend
• Kleur- en textuurdata worden in een apart bestand opgeslagen

AMF

Het AMF (Additive Manufacturing File) 3D-printbestandsformaat wordt beschouwd als een geüpdatete versie van STL. Het werd exclusief voor additieve productie ontwikkeld door de ASTM (American Society for Testing Materials) in 2013 om de beperkingen van STL-bestanden aan te pakken.

Net als STL slaat AMF geometriedata op met driehoektessellatie. De driehoeken in AMF kunnen echter buigen, wat resulteert in nauwkeurige datarepresentatie. Dit resulteert ook in veel kleinere bestandsgroottes, aangezien een kleiner aantal driehoeken vereist is om gebogen oppervlakken nauwkeurig weer te geven.

Daarnaast kunnen AMF-bestanden kleur, textuur, materiaal, duplicaat, oriëntatie en roosterdata opslaan, alsook metadata. Dit maakt ze technisch superieur aan hun STL-gelogenoten.

Voordelen

• Kan alle mogelijke data en metadata over een model opslaan
• Schaal kan gespecificeerd worden in verschillende eenheden
• Zeer geringe kans op fouten
• Kleine bestandsgrootte

Nadelen

• Beperkte ondersteuning
• Adoptie is langzaam geweest

3MF

Na het analyseren van de tekortkomingen en trage adoptie van het AMF-bestandsformaat, zijn enkele van de grootste namen in 3D-printen, waaronder Autodesk, 3D Systems, Stratasys, HP, Microsoft, bijeengekomen om een instantie te vormen bekend als het 3MF-consortium. Dit consortium ontwikkelde het 3MF 3D-printbestandsformaat dat erg lijkt op AMF maar veel breder geaccepteerd is.

De industriële invloed en de uitgebreide klantenbasis van het 3MF-consortium, evenals de functionaliteit van het 3MF 3D-printbestandsformaat, zijn verantwoordelijk voor de brede acceptatie.

3MF heeft alle technische eigenschappen van AMF. Het gebruikt gebogen driehoektessellaties om geometrie te coderen. Het kan ook kleur, textuur, materiaal en oriëntatiedata opslaan en is uiterst nauwkeurig.

Data wordt opgeslagen in het menselijk leesbare XML-formaat (in tegenstelling tot binair) voor gemakkelijke ontwikkeling en wijziging.

3MF-bestanden zijn vrijwel foutloos en worden beschouwd als klaar-om-te-printen, wat in 3D-printen zeer gewaardeerd wordt.

Voordelen

• Relatief populair en compatibel met tientallen bedrijven
• Slaat geometriedata nauwkeurig op
• Kan alle data met betrekking tot een model opslaan
• Slaat alle data, metadata en eigenschappen op in een enkel archief

Nadeel

• Kan proprietair worden

Conclusie

Concluderend raden we het STL-formaat aan voor eenvoudige geometrie en einkleurige prototypes. Als u van plan bent om eenvoudige delen in kleur te printen, is OBJ een betere optie. Echter, het feit dat textuur- en kleurdata in een apart bestand worden opgeslagen, maakt het delen van OBJ-bestanden stressvol. De 3MF en AMF 3D-printbestandsformaten zijn technisch superieur omdat ze alle informatie over een model opslaan. Ze zijn geweldig voor complexe multi-deel, multi-kleur en multi-materiaal objecten. Ze onderscheiden zich ook door hun gemak van bestandsdeling, aangezien alle data en metadata in compacte, gecomprimeerde bestanden worden opgeslagen. Als u de benodigde compatibele ondersteunende software heeft, kunt u gerust voor AMF kiezen. Anders is 3MF de veiligere optie omdat het populairder is en waarschijnlijker compatibel is met ondersteunende software.

Bij Xometry Europe staan wij altijd klaar om nauwkeurige en tijdige 3D-printdiensten te leveren. Ga naar onze Instant Quoting Engine℠ en upload uw bestand om een offerte binnen seconden te krijgen.