STL-failid: kõik, mida peate selle vormingu ja selle alternatiivide kohta teadma

Kui olete sisenenud 3D-printimise maailma, olete kindlasti näinud akronüümi STL rohkem kui ühes kohas. Need akronüümid viitavad failivormingu tüüp (laiendiga .stl) mis on olnud väga oluline, kuigi nüüd on mõned alternatiivid. Ja see on see, et 3D-kujundusi ei saa printida sellisel kujul, nagu te hästi teate, ja need vajavad mõningaid vaheetappe.

Kui teil on 3D-mudeli kontseptsioon, peate kasutama CAD-disainitarkvara ja genereerima renderduse. Seejärel saab selle eksportida STL-vormingusse ja seejärel läbida lõikaja, mis selle "tükeldab", et luua näiteks GCode, mis on 3D-printeri jaoks arusaadav ja nii, et kihte saaks luua kuni tüki valmimiseni. Kuid ärge muretsege, kui te sellest täielikult aru ei saa, siin selgitame kõike, mida peate teadma.

3D mudeli töötlemine

Tavaliste printerite puhul on teil olemas programm, näiteks PDF-lugeja või tekstiredaktor, tekstitöötlusprogramm vms, milles on printimise funktsioon, millele vajutades läheb dokument selle prindijärjekorda. olema trükitud. 3D-printerites on see aga pisut keerulisem, kuna Vaja on 3 kategooria tarkvara Et see toimiks:

• 3D-modelleerimise tarkvara: need võivad olla modelleerimis- või CAD-tööriistad, mille abil saate luua printitava mudeli. Mõned näited on järgmised:
  • TinkerCAD
  • segisti
  • BRL-CAD
  • Disain Spark Mechanical
  • FreeCAD
  • OpenSCAD
  • Tiivad3D
  • Autodesk AutoCAD
  • Autodesk Fusion 360
  • Autodesk Inventor
  • 3D kaldkriips
  • Sketchup
  • 3D MoI
  • Rhino3D
  • Kino 4D
  • SolidWorks
  • Maya
  • 3DSMax
• Viilutajad: see on teatud tüüpi tarkvara, mis võtab mõne eelmise programmi loodud faili ja lõikab selle viiludeks, st lõikab selle kihtideks. Nii saab sellest aru 3D-printer, mis teatavasti ehitab selle kihthaaval üles ja teisendab selle G-koodiks (valdav keel enamiku 3D-printerite tootjate seas). Need failid sisaldavad ka lisaandmeid, nagu printimiskiirus, temperatuur, kihi kõrgus, mitme väljapressimise korral jne. Põhimõtteliselt CAM-tööriist, mis genereerib kõik juhised, et printer saaks mudelit teha. Mõned näited on järgmised:
  • Ultimaker ravi
  • Kordaja
  • 3D lihtsustamine
  • slic3r
  • KISSlicer
  • ideetegija
  • Oktoobri trükk
  • 3DPrinterOS
• Printeri host või hostitarkvara: 3D-printimises viitab see programmile, mille utiliit on GCode-faili vastuvõtmine viilutajast ja koodi edastamine printerisse, tavaliselt USB-pordi või võrgu kaudu. Nii saab printer tõlgendada seda GCode'i käskude «retsepti» X (0.00), Y (0.00) ja Z (0.00) koordinaatidega, kuhu tuleb objekti ja vajalike parameetrite loomiseks pea liigutada. Paljudel juhtudel on hostitarkvara integreeritud viilutajasse, nii et tavaliselt on tegemist ühe programmiga (vt viilutajate näiteid).

Need kaks viimast punkti tavaliselt tulevad need 3D-printeri endaga kaasa, nagu tavalised printeridraiverid. Kuid, disainitarkvara Peate selle eraldi valima.

Viilutamine: mis on 3D-liugur

Eelmises osas õppisite lähemalt liugurit ehk tarkvara, mis lõikab vajalike kihtide, selle kuju ja mõõtmete saamiseks mõeldud 3D-mudelit nii, et 3D-printer teaks, kuidas seda luua. Kuid, 3D-printimise viilutamise protsess see on üsna huvitav ja protsessi põhifaas. Seetõttu saate siit selle kohta rohkem teavet.

El samm-sammult viilutamise protsess erineb veidi sõltuvalt kasutatavast 3D-printimise tehnoloogiast. Ja põhimõtteliselt saate eristada:

• FDM-i viilutamine: Sel juhul on vaja täpset juhtimist mitme telje (X/Y) üle, kuna need liigutavad pead kahe telje vahel ja nõuavad kolmemõõtmelise objekti ehitamiseks suurel määral prindipea liikumist. See hõlmab ka selliseid parameetreid nagu düüsi temperatuur ja jahutus. Kui viilutaja on GCode'i loonud, vastutavad sisemise printeri kontrolleri algoritmid vajalike käskude täitmise eest.
• SLA viilutamine: Sel juhul peavad käsud sisaldama ka säriaegu ja kõrguse kiirusi. Ja selle põhjuseks on asjaolu, et kihtide ekstrusiooniga ladestamise asemel peate suunama valguskiire vaigu erinevatesse osadesse, et see tahkuks ja tekiks kihte, tõstes samal ajal objekti üles, et saaks luua uue uue kihi. See tehnika nõuab vähem liigutusi kui FDM, kuna laseri suunamiseks juhitakse ainult peegeldavat peeglit. Lisaks tuleb esile tõsta midagi olulist, nimelt seda, et seda tüüpi printerid ei kasuta tavaliselt GCode'i, vaid neil on tavaliselt oma patenteeritud koodid (seetõttu on neil vaja oma lõikamis- või viilutamistarkvara). Siiski on SLA jaoks mõned üldised ravimid, nagu ChiTuBox ja FormWare, mis ühilduvad paljude seda tüüpi 3D-printeritega.
• DLP ja MSLA viilutamine: Sel teisel juhul on see sarnane SLA-ga, kuid selle erinevusega, et nendes on vaja ainult ehitusplaadi liikumist, mis liigub protsessi ajal mööda Z-telge. Muu teave suunatakse näitusepaneelile või ekraanile.
• Muu: Ülejäänud puhul, nagu SLS, SLM, EBM jne, võivad printimisprotsessides olla märgatavad erinevused. Pidage meeles, et nendel kolmel mainitud juhul lisatakse veel üks muutuja, näiteks sideaine sissepritse ja see nõuab keerukamat viilutamisprotsessi. Ja sellele peame lisama, et kaubamärgi SLS-printeri mudel ei tööta samamoodi nagu konkurentide SLS-printer, seega on vaja spetsiaalset lõikamistarkvara (need on tavaliselt tootja enda pakutavad patenteeritud programmid).

Lõpetuseks tahaksin lisada, et on üks Belgia firma nimega Realiseeruma kes on loonud a keeruline tarkvara, mis töötab kõigis 3D-printimise tehnoloogiates ja võimas draiver 3D-printerite jaoks Magicid. Lisaks saab seda tarkvara täiustada moodulitega, et luua konkreetsete masinate jaoks sobiv lõikefail.

STL-failid

Seni on viidatud sellele STL-failid, mis on selle artikli tuum. Seda populaarset vormingut pole aga veel põhjalikult uuritud. Selles jaotises saate seda põhjalikult teada:

Mis on STL-fail?

Vorming STL-fail see on fail, millega on 3D-printeridraiver vaja ehk et printeri riistvara saaks soovitud kujundi välja trükkida ehk teisisõnu võimaldab kodeerida kolmemõõtmelise objekti pinna geomeetriat. Selle lõi Chuck Hull 3D Systemsist 80. aastatel ja akronüüm pole päris selge.

Geomeetrilist kodeeringut saab kodeerida Tesselatsioon, asetades geomeetrilised kujundid vahele nii, et ei tekiks kattumisi ega tühikuid, st nagu mosaiik. Näiteks saab kujundeid koostada kolmnurkade abil, nagu GPU renderdamise puhul. Kolmnurkadest koosnev peen võrk moodustab kogu 3D-mudeli pinna koos kolmnurkade arvu ja nende 3 punkti koordinaatidega.

Binaarne STL vs ASCII STL

See eristab binaarvormingus STL-i ja ASCII-vormingus STL-i. Nende plaatide ja muude parameetrite teabe salvestamiseks ja esitamiseks on kaks võimalust. A ASCII-vormingu näide oleks:

solid <nombre>

facet normal nx ny nz
outer loop
vertex v1x v1y v1z
vertex v2x v2y v2z
vertex v3x v3y v3z
endloop
endfacet

endsolid <nombre>

Kus "tipp" on vajalikud punktid koos nende vastavate XYZ-koordinaatidega. Näiteks luua sfääriline kuju, saate seda kasutada ASCII koodi näide.

Kui 3D-kujund on väga keeruline või suur, tähendab see, et sellel on palju väikseid kolmnurki, veelgi rohkem, kui eraldusvõime on suurem, mis muudab kolmnurgad kujundite silumiseks väiksemaks. See genereerib tohutuid ASCII STL-faile. Selle tihendamiseks kasutame STL-vormingud kahendfailid, näiteks:

UINT8[80] – Header                               - 80 bytes o caracteres de cabecera
UINT32 – Nº de triángulos                    - 4 bytes
for each triangle                                        - 50 bytes
REAL32[3] – Normal vector                  - 12 bytes para el plano de la normal
REAL32[3] – Vertex 1                              - 12 bytes para el vector 1
REAL32[3] – Vertex 2                             - 12 bytes para el vector 2
REAL32[3] – Vertex 3                             - 12 bytes para el vector 3
UINT16 – Attribute byte count              - 2-bytes por triángulo (+2-bytes para información adicional en algunos software)
end

Kui soovid, siin on STLB-fail või moodustamiseks näiteks binaarne STL lihtne kuubik.

Lõpuks, kui te ei tea, kas on parem ASCII või kahendkood, tõde on see, et binaarfaile soovitatakse nende väiksema suuruse tõttu alati 3D-printimiseks. Kui aga soovite koodi kontrollida ja seda käsitsi siluda, pole teil muud võimalust teha, kui kasutada ASCII-d ja redigeerimist, kuna seda on intuitiivsem tõlgendada.

STL-i eelised ja puudused

STL-failidel on nagu tavaliselt oma eelised ja puudused. On oluline, et te tunneksite neid, et teha kindlaks, kas see on teie projekti jaoks õige vorming või millal te ei tohiks seda kasutada:

• Eelis:
  • See on universaalne ja ühilduv formaat peaaegu kõigi 3D-printeritega, seetõttu on see nii populaarne teiste vastu, nagu VRML, AMF, 3MF, OBJ jne.
  • Omab a küps ökosüsteem, ja kõike, mida vajate, on Internetist lihtne leida.
• Puudused:
  • Kaasatava teabe hulga piirangud, kuna seda ei saa kasutada värvide, tahkude või muude täiendavate metaandmete jaoks, mis hõlmavad autoriõigust või autorsust.
  • La truudus on teine ​​selle nõrk koht. Eraldusvõime ei ole kõrge eraldusvõimega (mikromeetriliste) printeritega töötamisel kuigi hea, kuna kõverate sujuvaks kirjeldamiseks vajalike kolmnurkade arv oleks tohutu.

Kõik STL-id ei sobi 3D-printimiseks

Näib, et 3D-vormingus printimiseks saab kasutada mis tahes STL-faili, kuid tõde on see mitte kõik .stl-failid pole prinditavad. See on lihtsalt geomeetriliste andmete sisaldamiseks vormindatud fail. Nende trükkimiseks peavad neil olema andmed paksuse ja muude vajalike üksikasjade kohta. Lühidalt öeldes garanteerib STL, et mudel on arvutiekraanil hästi nähtav, kuid geomeetriline kujund ei pruugi olla kindel, kui see oleks trükitud sellisel kujul.

Nii et proovige kontrollige, kas STL (kui te pole seda ise loonud) kehtib 3D-printimiseks. Nii säästate palju raisatud aega ja ka hõõgniidi või vaigu raiskamist vale mudeli puhul.

Vaidlused

Selle punkti lõpetamiseks peaksite teadma, et neid on poleemikat selle üle, kas seda failitüüpi kasutada või mitte. Kuigi ümberringi kubiseb veel palju, peavad mõned STL-i alternatiividega võrreldes juba surnuks. Ja mõned põhjused, miks nad 3D-kujunduse puhul STL-i vältivad, on järgmised:

• halb resolutsioon kuna trianguleerimisel läheb CAD-mudeliga võrreldes mõningane kvaliteet kaotsi.
• Värv ja tekstuurid on kadunud, mida teised praegusemad vormingud juba võimaldavad.
• Polsterduse juhtimine puudub edasijõudnud.
• Muud failid on produktiivsemad nende redigeerimisel või ülevaatamisel kui STL-i, kui mõni parandus on vajalik.

Tarkvara .stl jaoks

Mõned Korduma kippuvad küsimused STL-failivormingu kohta need viitavad tavaliselt sellele, kuidas seda vormingut saab luua või kuidas seda avada ja isegi kuidas seda muuta. Siin on need täpsustused:

Kuidas STL-faili avada

Kui sa ei tea, kuidas? avage STL-fail, saate seda teha mitmel viisil. Üks neist on mõne võrguvaaturi kaudu või ka arvutisse installitud tarkvaraga. Siin on mõned parimad valikud.

• Online:
  • STL ViewSTL
  • Autodeski vaatur
• Windows: Microsofti 3D-vaataja
• GNU/Linux: gmsh
• macOS: Eelvaade või Meeldiv 3D
• iOS / iPadOS: STL SimpleViewer
• Android: Kiire STL-vaataja

Kuidas luua STL-faili

et luua STL-faile, on teil ka hea tarkvararepertuaar kõikide platvormide jaoks ja isegi võrgusuvandid, näiteks:

• Online: TinkerCAD, Sketchup, OnShape
• Windows: FreeCAD, blender, MeshLab
• GNU/Linux: FreeCAD, blender, MeshLab
• macOS: FreeCAD, blender, MeshLab
• iOS / iPadOS:*
• Androidid: *

Kuidas STL-faili redigeerida

Sel juhul lubab ka tarkvara, mida ta on võimeline looma redigeerida STL-faili, seega saate programmide vaatamiseks vaadata eelmist punkti.

Alternativas

Tasapisi on neid tekkinud mõned alternatiivsed vormingud 3D-printimise kujunduste jaoks. Need muud vormingud on samuti väga olulised ja hõlmavad järgmist:

• PLY (hulknurga failivorming): nendel failidel on laiend .ply ja see on hulknurkade või kolmnurkade vorming. See oli mõeldud 3D-skannerite kolmemõõtmeliste andmete salvestamiseks. See on objekti lihtne geomeetriline kirjeldus, aga ka muud omadused, nagu värv, läbipaistvus, pinnanormaalid, tekstuuri koordinaadid jne. Ja nagu STL, on ka ASCII- ja binaarversioon.
• OBJ: .obj-laiendiga failid on ka geomeetria definitsioonifailid. Need töötas välja Wavefront Technologies tarkvara jaoks Advanced Visualizer. Praegu on see avatud lähtekoodiga ja paljud 3D-graafikaprogrammid on selle kasutusele võtnud. Samuti salvestab see lihtsat geomeetria teavet objekti kohta, nagu iga tipu asukoht, tekstuur, normaalne jne. Deklareerides tippe vastupäeva, ei pea te normaalseid tahke selgesõnaliselt deklareerima. Samuti ei ole selle vormingu koordinaatidel ühikuid, kuid need võivad sisaldada mõõtkavateavet.
• 3MF (3D tootmisvorming): seda vormingut salvestatakse .3mf-failidena, mis on 3MF konsortsiumi välja töötatud avatud lähtekoodiga standard. Lisandite tootmise geomeetriline andmevorming põhineb XML-il. See võib sisaldada teavet materjalide, värvide jms kohta.
• VRML (virtuaalse reaalsuse modelleerimiskeel): lõi Web3D konsortsium. Need failid on vormingus, mille eesmärk on esitada interaktiivseid kolmemõõtmelisi stseene või objekte, samuti pinnavärve jne. Ja need on X3D (eXtensible 3D Graphics) aluseks.
• AMF (Additive Manufacturing Format): failivorming (.amf), mis on ka avatud lähtekoodiga standard 3D-printimise lisatootmisprotsesside objektide kirjeldamiseks. See põhineb ka XML-il ja ühildub mis tahes CAD-disainitarkvaraga. Ja see on saabunud STL-i järglasena, kuid täiustustega, nagu näiteks värvide, materjalide, mustrite ja tähtkujude loomulik tugi.
• WRL: VRML laiendus.

Mis on GCode?

Allikas: https://www.researchgate.net/figure/An-example-of-the-main-body-in-G-code_fig4_327760995

Oleme palju rääkinud GCode'i programmeerimiskeelest, kuna see on tänapäeval 3D-printimise protsessi võtmeosa, liikudes STL-i disainilt G-kood, mis on fail 3D-printeri juhiste ja juhtimisparameetritega. Teisendus, mille viilutaja tarkvara teostab automaatselt.

Sellel koodil on ülem, mis annavad printerile teada, kuidas ja kuhu materjal ekstrudeerida, et saada sellist tüüpi osa:

• G: need koodid on kõigile G-koode kasutavatele printeritele üldiselt arusaadavad.
• M: need on teatud 3D-printerite seeriate spetsiifilised koodid.
• Muu: on ka muid teiste masinate natiivseid koode, näiteks funktsioonid F, T, H jne.

Nagu näete näite eelmisel pildil, on rida koodiread mis pole midagi muud kui koordinaadid ja muud parameetrid, mis ütlevad 3D-printerile, mida teha, nagu oleks see retsept:

• X JA Z: on kolme trükitelje koordinaadid, st see, mida ekstruuder peab ühes või teises suunas liikuma, lähtekoordinaatidega 0,0,0. Näiteks kui X-is on number, mis on suurem kui 0, liigub see sellele koordinaadile 3D-printeri laiuse suunas. Kui Y-s on number üle 0, liigub pea väljapoole ja prinditsooni suunas. Lõpuks, mis tahes väärtus, mis on suurem kui 0 Z-s, kerib selle määratud koordinaadini alt üles. See tähendab, et tüki kohta võib öelda, et X oleks laius, Y sügavus või pikkus ja Z kõrgus.
• F: näitab kiirust, millega prindipea liigub (mm/min).
• E: viitab väljapressimise pikkusele millimeetrites.
• ;: kogu tekst, millele eelneb ; see on kommentaar ja printer ignoreerib seda.
• G28: Tavaliselt teostatakse alguses nii, et pea liigub peatusteni. Kui ühtegi telge pole määratud, liigutab printer kõik 3, aga kui on määratud konkreetne, rakendab ta selle ainult sellele.
• G1: See on üks populaarsemaid G-käske, kuna see annab 3D-printerile korralduse materjali paigutada, liikudes samal ajal lineaarselt märgitud koordinaadile (X,Y). Näiteks näitab G1 X1.0 Y3.5 F7200 materjali ladestamist piki koordinaatidega 1.0 ja 3.5 tähistatud ala ning kiirusega 7200 mm/min, st 120 mm/s.
• G0: teeb sama, mis G1, kuid ilma materjali ekstrudeerimata, st liigutab pead ilma materjali ladestamata nende liigutuste või piirkondade jaoks, kuhu ei tohiks midagi ladestada.
• G92: käsib printeril määrata oma telgede hetkeasendi, mis on mugav, kui soovite telgede asukohta muuta. Väga kasutatud kohe iga kihi alguses või tagasitõmbamisel.
• M104: käsk ekstruuderi soojendamiseks. Seda kasutatakse alguses. Näiteks, M104 S180 T0 näitaks, et ekstruuderit T0 kuumutatakse (topeltdüüsi olemasolul oleks see T0 ja T1), S määrab aga temperatuuri, antud juhul 180ºC.
• M109: sarnane ülaltooduga, kuid näitab, et enne mis tahes muude käskude jätkamist peaks väljatrükk ootama, kuni ekstruuder on saavutanud temperatuuri.
• M140 ja M190: sarnased kahe eelmisega, kuid neil puudub parameeter T, kuna antud juhul viitab see voodi temperatuurile.

Muidugi see G-kood töötab FDM tüüpi printerite jaoks, kuna vaigud vajavad muid parameetreid, kuid selle näite põhjal piisab, et mõista, kuidas see toimib.

Teisendused: STL-ist…

Lõpetuseks, veel üks asi, mis tekitab kasutajates kõige rohkem kahtlusi, arvestades olemasolevate erinevate vormingute arvu, lisades 3D CAD-kujunduste omad ja erinevate viilutajate genereeritud koodid, on ühest teise teisendamine. Siin teil on mõned enim otsitud konversioonid:

• Teisendage STL-ist GCode'iks: seda saab teisendada viilutamistarkvaraga, kuna see on üks selle eesmärke.
• Minge STL-ilt Solidworksile: saab teha Solidworksi endaga. Avatud > muutke failiuurijas vormingut STL (*.stl) > valikud > muuta importida kui a tahke keha o tahke pind > aktsepteerima > sirvige ja klõpsake STL-i, mida soovite importida > Avatud > nüüd näete vasakul avatud mudelit ja funktsioonide puud > Imporditud > FunktsioonWorks > Tunnustage funktsioone > ja see oleks valmis.
• Teisendage pilt STL-iks või JPG/PNG/SVG-vormingus STL-iks: Saate kasutada võrguteenuseid, nagu Imagetostl, Selva3D, Smoothie-3D jne, või kasutada mõningaid AI-tööriistu ja isegi tarkvara, nagu Blender jne, et luua pildist 3D-mudel ja seejärel eksportida STL-i.
• Teisendage DWG-st STL-i: see on CAD-fail ja teisendamiseks saab kasutada paljusid CAD-disainitarkvarasid. Näiteks:
  • AutoCAD: Väljund > Saada > Eksport > sisestage faili nimi > valige tüüp Litograafia (*.stl) > Salvesta.
  • SolidWorks: Fail > Salvesta nimega > Salvesta STL-ina > Valikud > Eraldusvõime > Hea > OK > Salvesta.
• OBJ-st STL-i: kasutada saab nii võrgupõhiseid teisendusteenuseid kui ka mõningaid kohalikke tarkvaratööriistu. Näiteks Spin3D-ga saate teha järgmist: Lisa failid > Ava > valige Salvesta kausta sihtkaust > Valige väljundvorming > stl > vajutage nuppu Teisenda ja oodake, kuni protsess lõpeb.
• Minge Sketchupilt STL-ile: Saate seda teha Sketchupiga lihtsalt, kuna sellel on nii impordi kui ka ekspordi funktsioonid. Sel juhul peate eksportima, järgides samme, kui teil on Sketchup-fail avatud: Fail > Ekspordi > 3D-mudel > valige STL-i salvestamise koht > Salvesta STereolitograafiafailina (.stl) > Eksport.

Lisainformatsiooni

• Parimad vaigust 3D-printerid
• 3D-skanner
• 3D printeri varuosad
• Filamendid ja vaik 3D-printeritele
• Parimad tööstuslikud 3D-printerid
• Parimad 3D-printerid koduseks kasutamiseks
• Parimad odavad 3D-printerid
• Kuidas valida parim 3D-printer
• 3D-printerite tüübid
• 3D-printimise alustamise juhend