Waarom Polyhedrale Bestandsformaten Cruciaal Zijn voor 3D-Printen

Na de ontwerp- en analysefase worden CAD-bestanden meestal geconverteerd naar polyhedrale bestandsformaten voor voorbereiding en productie in 3D-printers. STL (STereoLithography of Standard Tessellation Language) is het meest voorkomende polyhedrale bestandsformaat, oorspronkelijk ontwikkeld in 1987 om CAD-bestanden te vertalen naar een leesbaar formaat voor 3D-printers.

Over het algemeen is er geen twijfel dat STL zijn limieten heeft wat betreft het behouden van ontwerpintentie. Feitelijk kan STL alleen de oppervlaktegeometrie van een 3D-object lezen zonder kleur, textuur of andere ontwerpelementen. Het is om deze reden dat Microsoft en anderen 3MF als alternatief proberen te promoten.

Echter, STL's universaliteit en blijvend gebruik maken het een beproefd formaat, waarvoor veel engineeringteams, fabrikanten en universiteiten vandaag nog vertrouwen.

Wat is STL?

STL werd 30 jaar geleden geïntroduceerd om 3D-objecten ontworpen in CAD-suites te vertalen voor gebruik door stereolithografie 3D-printers. Sindsdien heeft STL zich verspreid over meerdere generaties 3D-printers, inclusief die gebaseerd op verschillende technologieën zoals extrusie en jetting.

Het voordeel van STL, net als IGES, is dat het wijdverspreid geadopteerd is in de additieve manufacturingindustrie. Dit stelt bestandssharing in tussen verschillende organisaties (en workflows) — zoals een productontwerper en productiepartner — met minimale behoefte aan bestandsherstel (mits de juiste software geïntegreerd is met de tools die door elke partij gebruikt worden).

STL codeert in een van twee formaten — binair en ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Binair stelt u in staat om kleinere bestandsgroottes op te slaan (makkelijk voor laden in een 3D-printer), maar ASCII wordt gezocht omdat het makkelijker leesbaar is en verfijning mogelijk maakt.

Echter, STL heeft zijn limieten.

Ten eerste zal STL alleen — via tesselatie — de oppervlaktegeometrie van het 3D-object coderen, d.w.z. het zal de oorspronkelijke ontwerpkleuren, texturen en andere ontwerpelementen weglaten.

Ten tweede, wijzigingen aangebracht in STL — zoals het aanpassen van ondersteuningsstructuren of andere bewerkingen voor printbaarheid — keeren niet automatisch terug naar het oorspronkelijke CAD-bestand. Om consistentie te behouden, zou men het CAD-bestand eerst moeten wijzigen, wat een eenrichtings- en inefficiënt proces is.

Ten derde kan STL geen mesh-topologie opslaan. Als u bijvoorbeeld het ASCII-formaat gebruikt om de grofheid van een 3D-object te reduceren (door het aantal driehoeken te verhogen), kan het resulterende bestand prohibitief groot worden voor de meeste 3D-printers. U zit eigenlijk vast met het moeten compromitteren tussen de ideale verfijning en de praktische limieten van STL.

Tot slot bevat STL niet de metadata van het oorspronkelijke CAD-bestand, inclusief intellectuele eigendom en informatie over de oorspronkelijke ontwerper van het 3D-object.

Alternatieve Bestandsformaten voor STL

Er zijn talloze alternatieve bestandsformaten voor STL, waaronder OBJ, VRML, FBX en anderen. Maar discutabel is de leidende beweging om STL te vervangen wordt gespierd door het 3MF Consortium.

Het 3MF Consortium promoot het 3MF-bestandsformaat, dat — in tegenstelling tot STL — de volledige ontwerpintentie van het oorspronkelijke 3D-object kan lezen. Dit omvat kleur, textuur en metadata, wat nieuwe en next-generation 3G-printers in staat zou stellen om gedetailleerde 3D-objecten, gemaakt in geavanceerde CAD-suites zoals SolidWorks, gemakkelijk en in full-fidelity te lezen.

Technisch is 3MF veelbelovend. Ten eerste zet het in op ASCII in XML (in plaats van binair) om zowel full-fidelity details als verfijning mogelijk te maken zonder de uiteindelijke bestandsgrootte te laten opzwellen. Ten tweede is het ontworpen om uitbreidbaar te zijn voor opkomende 3D-printtechnologieën en concepten.

Echter, 3MF is een factor voor de toekomst. Vandaag is STL nog steeds het werkpaard bij het voorbereiden van in CAD-suites gemaakte bestanden voor 3D-printen. Het is daarom imperatief dat uw applicaties en 3D-printers zich richten op het perfecteren van het gebruik van vandaag standaarden, terwijl ze idealiter ook een oog op de toekomst houden.

Workflows Gebruiken Nog steeds STL

Ondanks STL's beperkingen, benutten veel additieve manufacturing workflows nog steeds STL. Feitelijk moet men ook overwegen hoe de inherentie limieten van STL in sommige opzichten gunstig zijn.

Ten eerste, een kaal 3D-objectbestand zonder volledige ontwerpintentie en gecodeerd in binair (d.w.z. met weinig zorg voor grofheid) mag niet uitmaken in de prototyping-fase. Prototypes worden namelijk gezocht voor testen, verificatie en iteratie die instromen in het finale ontwerp.

Download Onze Gratis Case Study over Hoe 3D InterOp Renishaw Hielp STL-bestanden te Herstellen

Nu Downloaden

Ten tweede, omdat STL al meer dan 30 jaar in gebruik is, heeft de additieve manufacturingindustrie een aanzienlijk ecosysteem opgebouwd van expertise alsook hardware- en softwaretools om het gebruik haalbaar te maken. Vanwege beperkingen zoals kosten zijn bedrijven niet geneigd om snel over te schakelen naar 3MF; die shift (als die zou plaatsvinden) zou alleen via een geleidelijke en langetermijnproces kunnen gebeuren.

Vandaag moet de focus van 3D-printsoftwareapplicaties en -hardware liggen op het aanpakken van de zorgen van vandaag gebruikers in het beheren van STL-bestanden. Niet alleen zou het goed zakelijk zin hebben omdat het een actueel probleem is, maar u kende volwassen softwareoplossingen beschikbaar vandaag de dag benutten om kosteneffectief competitieve additieve manufacturing oplossingen te bouwen.

Gebruik 3D InterOp in Uw Apps & 3D-Printers

U kunt uw gebruikers helpen de tijd die ze besteden aan het herstellen van STL-bestanden te reduceren. Begin met het overwegen van Spatial's 3D InterOp software development kit (SDK), die uw eindgebruikers in staat stelt CAD-bestanden te exporteren naar STL met geïntegreerd bestandsherstel. Hierdoor kunnen ze minder tijd besteden aan het repareren van bestanden en meer aan de kern van 3D-objectontwerp en/of printproces.

Niet alleen stelt 3D InterOp bestandsexport van CAD naar STL in, maar u kunt uw eindgebruikers ook uitrusten met applicaties die in staat zijn andere CAD-formaten te lezen, inclusief SolidWorks, Autodesk en andere toonaangevende CAD-suites.

Tot slot is Spatial's moederbedrijf — Dassault Systèmes — ook oprichtend lid van het 3MF Consortium, wat Spatial positioneert als een partner die betrokken is bij huidige en toekomstige additieve manufacturing ontwikkeling.