3MF vs STL: Kodėl 3MF galėtų pakeisti STL šiuolaikiniams 3D spausdinimo darbo eigoms

Jei dirbate su 3D spausdinimu daugiau nei kelias dienas, žinote rutiną: baigiate modeliavimo darbą savo CAD programoje, spustelėjate eksportuoti, pasirenkate .STL, importuojate tinklelį į savo pjaustytuvą, konfigūruojate spausdinimo nustatymus ir paspaudžiate spausdinimą.

Beveik keturiasdešimt metų STL (Stereolitografija) failo formatas tarnavo kaip universali pridedamosios gamybos lingua franca. Jis paprastas, plačiai paplitęs ir palaikomas kiekvieno 3D modeliavimo įrankio ir pjaustytuvo pasaulyje.

Tačiau, nepaisant plačios jo priėmimo, STL tyliai stabdo šiuolaikinį 3D spausdinimą.

Pristatome 3MF (3D gamybos formatas) — šiuolaikinį, daugybe funkcijų turintį failo formatą, sukurtą nuo pat pradžių, kad išspręstų ryškias daugelį dešimtmečių senų tinklų formatų ribas. Su sparčiai augančiu daugi spalvų spausdinimu, automatizuotu debesų pjaustymu ir sudėtingomis inžinerinėmis medžiagomis, 3MF nėra tik alternatyva; jis greitai tampa būtinu standartu.

Panagrinėkime išsamiai, kaip 3MF ir STL lyginami, kodėl STL rodo savo amžių ir kodėl perkelti savo darbo eigą į 3MF gali sutaupyti valandas sprendžiant problemas.

Kas yra STL failas? Greita istorijos pamoka

STL formatas buvo sukurtas 1987 metais 3D Systems, pirmiesiems komerciniams stereolitografijos spausdintuvams. Palyginimui, STL yra senesnis nei:

• Pasaulinis žiniatinklis (1989)
• JPEG vaizdo formatas (1992)
• PDF dokumentai (1993)

STL failas saugo 3D geometriją naudodamas neapdorotą trianguliuotą paviršiaus geometriją (tesselaciją). Jis atvaizduoja 3D objektą kaip mažų plokščių trikampių rinkinį, sujungtų ties jų kraštais ir viršūnėmis, kartu su normaliosios vektoriaus, nurodančiu, kuri pusė yra išorė.

STL apribojimai:

• Nulinis vienetų žinojimas: STL failai nenumato vienetų. Jei projektuojate milimetrais ir atidarote programoje, tikinčioje coliais, jūsų modelis importuojamas 25.4 kartų per mažas arba per didelis.
• Nėra spalvų ar medžiagos duomenų: STL failas turi tik neapdorotą paviršiaus geometriją. Jis negali pasakyti pjaustymo programai, kurios dalys yra raudonos, juodos, lankstus TPU ar kietas PETG.
• Polinkis į geometrijos klaidas: Trūkstamos plokštumos, apversti normaliniai vektoriai, neįmanomos kraštinės ir apversti trikampiai dažnai vargina STL eksporto failus, reikalaujant pjaustymo programos automatinio taisymo procedūrų.
• Per dideli failų dydžiai: Kadangi kreivumas yra apytiksliai atvaizduojamas milijonais mikroskopinių plokščių trikampių, aukštos detalės STL failai išsiplečia dydžiu be tikros CAD tikslumo pridėjimo.

Kas yra 3MF? Šiuolaikinė alternatyva

2015 m. pagrindiniai pramonės žaidėjai—įskaitant Microsoft, Autodesk, Stratasys, 3D Systems, HP, Siemens ir UltiMaker—pripažino, kad senų failų formatų apribojimai stabdo inovacijas pridedamojo gamybos srityje. Kartu jie įkūrė 3MF Konsorciumą, kad sukurtų modernią, atviro kodo failų specifikaciją, specialiai pritaikytą visapusiškam 3D projektavimui ir gamybai.

Jos esmė – .3mf failas yra XML pagrindu sukurtas, suspaustas ZIP archyvas. Šioje vienoje paketo viduje yra ne tik 3D paviršiaus geometrija, bet ir visas gamybos duomenų ekosistema:

• Matų ir mastelio apibrėžimai (metriniai arba imperiniai)
• Spalvos, tekstūros ir gradientų žemėlapiai
• Daugių medžiagų ir daugių kūnų surinkimo hierarchijos
• Slicer nustatymai, atramų blokatoriai, užpildymo perrašymai ir spausdinimo orientacijos
• Skaitmeniniai parašai ir miniatiūrų peržiūros

3MF vs. STL: Savybės po savybės analizė

Pagrindiniai privalumai: Kodėl 3MF pranoksta STL

1. Įgimta daugi spalvų ir daugi medžiagų išmanumas

Jei turite modernų daugiamaterialį spausdintuvą (pvz., Bambu Lab AMS sistemą, Prusa MMU arba dvigubo ekstruderio įrenginį), spausdinimas su STL failais yra varginantis. Paprastai turite eksportuoti kelis atskirus STL failus, suderintus prie tos pačios koordinatės pradžios, importuoti juos į savo pjaustymo programą kaip surinkimą ir rankiniu būdu priskirti filamentus kiekvienam potinkliui.

3MF failas sujungia daugelio kūnų dalis, spalvų dažymo potėpius ir medžiagų paskirtis viename vieningame konteineryje. Atidarote vieną failą, ir kiekvienas filamentų lizdas, išvalymo nustatymas bei spalvų perėjimas išlieka tiksliai taip, kaip numatyta.

2. Žymiai mažesni failų dydžiai

Kadangi 3MF naudoja struktūruotą XML, suspaustą archyvo formatu, jis žymiai pranoksta neapdorotus binarinius ar ASCII STL formatus. Išsamus mechaninis skulptūras, sukuriantis 150 MB STL failą, dažnai gali būti išsaugotas kaip švarus 15–20 MB 3MF failas – neprarandant geometrinio tikslumo. Tai leidžia daug greičiau saugoti projektų bibliotekas ir perduoti failus per internetą ar debesų pjaustymo platformas.

3. „Projektų pakavimas“ vietoj tik geometrijos

Vienas iš labiausiai transformuojančių 3MF aspektų yra galimybė išsaugoti visus pjaustymo projektus.

Kai eksportuojate 3MF projektą iš pjaustymo programų, tokių kaip Bambu Studio, OrcaSlicer arba PrusaSlicer, failas išsaugo:

• Modelio išdėstymas ir lovos orientacija
• Pasirinktiniai kintamų sluoksnių aukščiai
• Nuspalvinti atramų įgyvendintojai ir blokatoriai
• Užpildo šablonai, sienų skaičiai ir greičio perrašymai
• Filamento profiliai, specialiai suderinti tam modeliui

Kai kitas vartotojas atidaro jūsų 3MF failą, jis negauna tik neapdorotos geometrijos – jis gauna jūsų išbandytą, kalibruotą gamybos procesą, paruoštą vykdymui.

4. Manifoildų garantija ir nebe „sugadinti“ tinklai

STL dažnai eksportuojami su mažais mikro tarpais, apverstais normalių vektoriais arba savęs persikertančiais rėmeliais. Sliceriai priversti naudoti heuristinius taisymo įrankius, kad spėtų, kas yra “viduje” ir kas “išorėje” modelio.

3MF specifikacija sukurta taip, kad būtų natūraliai sandari. Ji įgyvendina galiojančius topologijos taisykles konteinerio lygyje, užkertant kelią neaiškioms geometrijos klaidoms, kurios sukelia nesėkmingus spausdinimus arba trūkstamas sienas.

Kodėl STL dar neišnyko visiškai?

Nors 3MF turi aiškią technologinę pranašumą, STL vis dar yra giliai įsišaknijęs dėl kelių paprastų priežasčių:

1. Raumenų atmintis ir senosios sistemos: Daugiau nei tris dešimtmečius kiekviena 3D spausdinimo saugykla, forumas ir paslaugų biuras teikė pirmenybę STL. Daug senesnių internetinių kainų skaičiuoklių vis dar tikisi .stl failo.
2. CAD eksporto numatytieji nustatymai: Dauguma CAD programų vis dar slepia 3MF eksportą antriniais meniu arba eksporto papildiniais, o STL matomai išsidėsto sąrašo viršuje.
3. Per didelis sprendimas paprastoms mechaninėms laikikams: Vienos spalvos struktūriniam laikikui, spausdinamam standartinėmis nuostatomis paprastoje lovos sistemoje, STL failas vis dar atlieka darbą be vargo.

Kaip šiandien perkelti savo darbo eigą į 3MF

Įgyvendinant 3MF nereikia įsigyti naujos įrangos ar mokytis sudėtingų įrankių. Dauguma šiuolaikinių programinės įrangos ekosistemų jau natūraliai ją palaiko:

1. Eksportuoti iš CAD: Fusion 360, SolidWorks arba Blender programose patikrinkite eksporto parinktis, ar pasirinkote 3MF vietoje STL. Pavyzdžiui, Fusion 360 leidžia tiesiogiai išsaugoti kaip 3MF failą su išsaugota vienetų patikra.
2. Išsaugoti Slicer darbą kaip 3MF: Po to, kai sureguliavote atramas, siūlų pozicijas ir sluoksnių aukščius OrcaSlicer, PrusaSlicer arba Bambu Studio programose, spustelėkite "Save Project As…" (.3mf). Laikykite šį failą kaip pagrindinį gamybos įrašą.
3. Dalinkitės Pilnais Nustatymais: Įkeliant į bendruomenės saugyklas, tokias kaip Printables arba MakerWorld, pateikite iš anksto suorientuotą, iš anksto nudažytą 3MF kartu su neapdorotu CAD failu, kad sutaupytumėte kolegoms kūrėjams dešimčių nustatymo minučių.

Galutinis sprendimas: ar STL miręs?

STL nebus išnykęs per naktį, tačiau jo statusas kaip numatyto standarto vartotojų ir pramonės 3D spausdinimui greitai nyksta. Šiuolaikinis 3D spausdinimas nebeapsiriboja vienos spalvos, žemos rezoliucijos geometrinių prototipų išvedimu; jis apima daugiamateriales sistemas, įmontuotas tvirtinimo detales, tikslius inžinerinius tvirtinimus ir automatizuotus debesų darbo srautus.

Sujungdamas geometrinį tikslumą, visą spalvų informaciją ir paruoštus spausdinimo parametrus į vieną lengvą paketą, 3MF suteikia modernų darbo srautą 3D spausdinimui, kurio reikėjo jau daugelį metų. Jei dar neperėjote prie šio formato, jūsų kitas projektas yra puikus metas pradėti.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

K1. Ar bet kuris standartinis pjaustytuvas gali atverti 3MF failą? Taip, visi pagrindiniai šiuolaikiniai pjaustytuvai – įskaitant Cura, PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer ir Simplify3D – natūraliai atveria ir pjausto 3MF failus.

Q2. Ar konvertuojant esamą STL į 3MF modelis tampa aukštesnės kokybės? Ne, konvertuojant STL į 3MF tiesiog perskirstoma esama trikampių tinklelio struktūra į mažesnį failo konteinerį; tai negali atkurti kreivių, kurios jau buvo prarastos originalaus STL eksporto metu.

Q3. Kodėl 3MF failai mano pjovimo programoje atsidaro su iš anksto sukonfigūruotais spausdinimo nustatymais? Kadangi 3MF failai gali išsaugoti pjovimo programos projekto metaduomenis, tai reiškia, kad kūrėjo užpildymo, atramų ir spausdinimo greičio nustatymai gali automatiškai įkelti kartu su 3D modeliu.

Q4. Ar 3MF failai gali saugoti pilnos spalvos tekstūras daugi spalvų spausdinimui? Taip, skirtingai nuo įprastų STL failų, 3MF palaiko pilnas RGB spalvas, viršūnių spalvas, UV tekstūrų žemėlapius ir medžiagų priskyrimus.

Q5. Ar 3MF failai yra saugūs atidaryti, ar jie gali turėti kenkėjišką programinę įrangą? Kadangi 3MF failas yra XML pagrindu veikiantis zip konteineris, patikimos pjovimo programos analizuoja tik geometriją ir konfigūracijos duomenis, todėl jie yra saugūs, kai atsisiunčiami iš patikimų šaltinių.

Taip pat žiūrėkite

CAD failų formatai FileFormat.com

Atviro kodo API darbui su CAD failų formatais

CAD automatizavimas be AutoCAD: geriausios atviro kodo struktūros kūrėjams

Failų formato forumai – Pateikite savo užklausas failų formato forumuose, kad gautumėte naudingą informaciją iš failų formato ekspertų ir bendruomenės vartotojų

Failų formatų wiki – Naršykite failų formatų kategorijas, kad gautumėte informaciją apie įvairius failų formatus

STEP vs IGES paaiškinta: modernių ir senų CAD keitimo formatų palyginimas