Что такое файл STL — 3DRadar

Что такое файл STL - 3DRadar 3d печать
gcode, obj, stl, 3d печать, 3d принтер, файл , формат, обучение, 3dradar

Что такое файл STL

STL — наиболее часто используемый формат файлов в 3D-печати, но давайте посмотрим, как он работает на практике. В этой статье рассказывается о файлах STL. В чем их преимущества и недостатки? Как их создавать и использовать в дальнейшем? Как отправить его на печать? И т. д.

Что такое формат файла STL?

Если вы хотите использовать 3D-печать в своем проекте, вам необходимо убедиться, что файл Модель в правильном формате, наиболее популярным и удобным является STL.

Что означает термин «STL»? Самое распространенное объяснение — это аббревиатура от Stereolithography, которую дает компания 3D Systems, но иногда ее также называют «Standard Triangle Language» или «Standard Tessellation Language». Точный ответ никто не знает. Никто не знает точного ответа, но важнее всего не происхождение названия STL, а те возможности, которые оно дает.

В 1987 году, когда Чак Халл только изобрел первый стереолитографический 3D-принтер, консалтинговая компания Albert Consulting Group 3D-systems пыталась найти способ передачи информации о 3D-моделях на 3D-принтер. Они поняли, что могут зашифровать эту информацию с помощью мозаики поверхности 3D-модели.

Что такое файл STL - 3DRadar

В файле STL хранится информация о 3D-модели. Эта форма представляет собой необработанную поверхность модели, состоящую из маленьких треугольников. Чем сложнее и детальнее структура, тем большее количество треугольников используется для представления модели. Но почему именно эта форма? файла полезен?

Основная идея заключается в том, что маленькие треугольники ( также называемые «гранями») хранят информацию о поверхностях. в файле .

Давайте посмотрим, как это работает на нескольких примерах. Например, если взять простой 3D-куб, то его можно покрыть 12 треугольниками, как показано на следующем рисунке. Как видите, на одной грани расположено два треугольника. У куба шесть граней, поэтому общее количество треугольников равно 12.

Если у вас есть 3D-модель сферы, вы можете покрыть ее множеством маленьких треугольников. также Они показаны на том же рисунке.

Что такое файл STL - 3DRadar

Кисточки из кубов и сфер

Это еще один пример очень сложной 3D-формы с пересекающимися треугольниками.

Что такое файл STL - 3DRadar

Albert Consulting Group 3D Systems поняла, что было бы неплохо хранить информацию об этих маленьких треугольниках. в файле , то этот файл Поверхность любой 3D-модели может быть полностью описана. Это послужило основой для создания формата. файла STL.

После создания модели ее необходимо перевести на язык, понятный 3D-принтеру. Информация. о файле STL описывает только геометрию модели, без указания текстуры, цвета или материала. Он содержит всю информацию о поверхности объекта — именно то, что нужно 3D-принтеру для печати.

Как создать файл STL?

Сегодня почти все программы САПР могут генерировать STL из 3D-модели. файл Получение STL из 3D-модели. При сохранении файла необходимо выбрать формат STL. Если у вас уже есть файл STL, но вам нужно оптимизировать или увеличить разрешение модели, чтобы получить хорошие результаты 3D-печати. Это необходимо, файла STL

Что такое файл STL - 3DRadar

Как файл STL хранит информацию о фасетах?

Формат файла STL предоставляет два различных способа хранения информации о триангулированных поверхностях, описывающих поверхность объекта. Они называются кодировкой ASCII и двоичной кодировкой. В обоих форматах для каждого треугольника хранится следующая информация

Что такое файл STL - 3DRadar

  1. Координаты вершин.
  2. Компоненты единичного вектора нормали треугольника. Вектор нормали должен быть направлен наружу к 3D-модели.

Формат файла ASCII STL

Файлы ASCII STL начинаются с требуемой строки.

Где< name>— имя 3D-модели. Имя можно оставить пустым, в этом случае после слова solid требуется пробел.

За файлом следует информация о маскировке треугольников. Информация о вершинах и нормальных векторах представлена следующим образом

  • Вершина нормали nx ny nz
  • Внешний цикл.
  • Вершина v1x v1y v1z
  • Вершина v2x v2y v2z
  • Вершина v3x v3y v3z
  • Конечный цикл
  • Конечная грань

Где n — вертикальная линия треугольника, а v1, v2 и v3 — вершины треугольника. Значения координат выражаются в виде чисел с плавающей точкой в форме знак-момент-электрон-знак-экспонента. ‘3. 245000e-002’.

Файл заканчивается обязательной строкой.

Бинарный формат файла STL

Если в мозаике много маленьких треугольников, файл ASCII STL может стать огромным. Поэтому существует более компактная двоичная версия.

Двоичный файл STL начинается с 80-символьного заголовка. Он обычно игнорируется большинством программ для чтения файлов STL, за несколькими заметными исключениями, описанными ниже. После заголовка указывается общее количество треугольников с помощью беззнакового 4-байтового целого числа.

  • UINT8[80] — заголовок
  • UINT32 — количество треугольников

Треугольники будут описаны позже. Файл заканчивается после последнего треугольника.

Каждый треугольник представлен 12 32-битными числами с плавающей точкой. Как. в файле Как в ASCII STL, три числа относятся к трехмерным декартовым координатам перпендикулярных линий треугольника. Остальные девять чисел относятся к координатам вершин (по три в каждой). Это показано на следующем рисунке.

  • Для каждого треугольника.
  • REAL32[3] — вектор нормали
  • REAL32[3] — вершина 1
  • REAL32[3] — апекс 2
  • REAL32[3] — апекс 3
  • UINT16 — конец счета байтов атрибутов

Обратите внимание, что после каждого треугольника находится последовательность из двух байтов, называемая «счетчиком байтов атрибутов». В большинстве случаев это значение равно нулю и служит разделителем между двумя треугольниками. Однако некоторые программы также используют эти два байта для кодирования дополнительной информации о треугольнике. См. такой пример того, как эти байты используются для хранения информации о цвете.

Специальные правила для формата STL

В спецификации STL есть несколько специальных правил, касающихся размещения плиток и хранения информации.

Правило вершин.

Правило вершин определяет, что каждый треугольник должен иметь две вершины со смежными треугольниками.

Это правило должно соблюдаться при проверке поверхности 3D-объекта.

Ниже показаны примеры правильных и неправильных тесселяций в соответствии с этим правилом. Фигура слева нарушает это правило и является недопустимой тесселяцией, а фигура справа соответствует ему и является допустимой тесселяцией.

Что такое файл STL - 3DRadar

Правило вершин для STL-файлов: рисунок слева — недопустимая тесселяция, а рисунок справа — допустимая. 5. 2 Правило направления Правило направления указывает, что направление грани (т. е. Е. какие контуры находятся «внутри» 3D-объекта, а какие — «снаружи») должно определяться двумя способами. Во-первых, направление нормалей должно определяться двумя способами.

Во-первых, направление нормалей должно быть направлено наружу; во-вторых, если смотреть на объект снаружи, то вершины перечисляются против часовой стрелки (правило правой руки).

Что такое файл STL - 3DRadar

Направление каждой грани задается двумя способами: направлением вектора нормали и расположением вершин. Такая избыточность существует не просто так. Она помогает обеспечить согласованность данных и обнаружить поврежденные данные. Например, программное обеспечение может рассчитать ориентацию на основе нормалей, затем ориентацию на основе вершин и посмотреть, совпадают ли они. Если совпадают не так то он может объявить. файл STL поврежденным!

5. 3 Правило всех положительных октетов Правило всех положительных октетов гласит, что координаты вершин треугольника должны быть положительными.

Это означает, что 3D-объект находится в полностью положительном октете 3D-декартовой системы координат (отсюда и название).

Это правило основано на экономии места: если 3D-объект может существовать в координатном пространстве, отрицательные координаты должны быть обработаны. Для хранения отрицательных координат необходимо использовать знаковые числа с плавающей точкой. Знаковые числа с плавающей точкой требуют дополнительного бита для хранения знака (+/-). Это правило гарантирует, что все координаты будут положительными, тем самым гарантируя, что для координат можно использовать беззнаковые числа и что на каждое значение координаты можно хранить один бит.

Что такое файл STL - 3DRadar

Октет I (красный) — полностью положительный октет. 5. 4 Правила сортировки треугольников В правилах сортировки треугольников рекомендуется отображать треугольники в порядке возрастания их Z-значений.

Это позволяет слайсеру быстрее разрезать 3D-модель. Однако это правило не является строго применимым.

6. Как печатается файл STL 3D?

Что такое файл STL - 3DRadar

Для 3D-печати файл STL должен быть открыт с помощью специального слайсера. Что такое Слайсер? Это программное обеспечение для 3D-печати, которое преобразует цифровую 3D-модель в инструкции для создания объектов на 3D-принтере.

Слайсер разбивает ваш файл STL нарезает сотни (иногда тысячи) плоских горизонтальных слоев в соответствии с выбранными настройками и рассчитывает, сколько материала необходимо для печати и сколько времени это займет.

Вся эта информация упаковывается в файл GCode, родной язык 3D-принтера. Поскольку настройки слайсера влияют на качество печати, важно использовать правильное программное обеспечение и настройки, чтобы обеспечить наилучшее качество печати.

После загрузки GCode в 3D-принтер следующим шагом будет воссоздание отдельных 2D-слоев в виде 3D-объектов на печатной платформе. Для этого необходимо нанести серию тонких слоев пластика, металла или композитного материала, создавая модель по одному слою за раз.

Можно ли печатать каждый файл STL 3D?

К сожалению, нет: для 3D-печати подходят только 3D-модели, специально разработанные для 3D-печати; STL-файлы — это просто контейнеры с данными, и они не гарантируют, что их можно будет напечатать.

3D-модель, пригодная для 3D-печати, должна иметь минимальную толщину стенок и «плотный» профиль поверхности. Невозможно напечатать модель с нулевой толщиной стенок, даже если она видна на экране компьютера.

Есть также Учитывайте выступающие элементы в модели. См. логотип All3DP на изображении выше. Если модель печатается вертикально, выступающие элементы под углом более 45 градусов нуждаются в скобках (они выглядят зелеными).

При загрузке файла STL, который не создался сам собой, стоит потратить время на то, чтобы убедиться, что он действительно 3D-печатный. Это сэкономит вам массу времени и разочарований (и светящихся отходов).

Семинар по Meshmixer для начинающих 3D-печатников и 9 ключевых принципов 3D-печати, которые должен знать каждый

Оптимизация файла STL для лучшей производительности 3D-печати

Формат файла STL приближает поверхность треугольной CAD-модели. Приближение никогда не бывает идеальным, и поверхность привносит в модель шероховатости.

Что такое файл STL - 3DRadar

Что такое файл STL - 3DRadar

Рекомендуется устанавливать допуск 0,01-0,001 мм. Это обычно приводит к хорошему качеству отпечатков; нет смысла уменьшать его еще больше, так как 3D-принтер не сможет печатать. с таким Степень детализации.

8. 2 Угловое отклонение или угловой допуск

Угловой допуск ограничивает углы между нормально прилегающими треугольниками. По умолчанию обычно устанавливается угол в 15 градусов. Уменьшение допуска (в диапазоне 0-1) увеличивает разрешение печати.

Что такое файл STL - 3DRadar

Допуск угла — это нормальный угол между треугольниками (Источник: www. 3dhubs. com) Рекомендуемое значение этого параметра — 0.

8. 3 Двоичный или ASCII? Наконец, есть возможность экспортировать файла STL в двоичном или ASCII-формате; двоичная форма всегда рекомендуется для 3D-печати из-за меньшего размера. файла 3 Двоичный или ASCII? Однако если вы хотите проверить вручную файл STL, то для выявления ошибок рекомендуется использовать ASCII-формат, так как его легче читать.

9. Существуют альтернативные форматы файла STL?

3MF сетка Формат файла STL — не единственная форма, используемая в 3D-печати; в 3D-печати существует более 30 форм файлов. Наиболее важными из них являются. файла Форма OBJ, в которой можно хранить цветовые и текстурные профили. Еще один вариант. файла Polygon (Ply), который изначально использовался для хранения трехмерных отсканированных объектов.

Недавно была предпринята попытка запустить новый тип файлов от консорциума 3MF http://3mf. io/. Предлагается новый формат файлов для печати 3MF 3MF. Они утверждают, что упростят и улучшат процесс 3D-печати.

Microsoft сотрудничает с консорциумом для его внедрения. с такими Такие компании, как Autodesk, HP и Shapeway, делают мечту реальностью. Вы можете прочитать больше о консорциуме 3MF на их сайте, а также предварительный тип файла Github https://github. com/3mf на странице 3mfconsortium. Однако пока рано говорить о том, получит ли это широкое распространение.

10. преимущества и недостатки использования формата STL с другими форматами файлов Очевидный вопрос: поскольку существует множество файлов для 3D-печати. Стоит ли их использовать для печати? Ответ, как выясняется, во многом зависит от конкретного случая.

10.1 Когда их не следует использовать файл STL Как мы уже видели ранее, формат файла Формат STL не может хранить дополнительную информацию, например такую цвет, материал и т. д. d. Поверхность или треугольники. Он хранит только информацию о векторах вершин и нормалей. Это актуально, если в печати используется более одного цвета или более одного материала, файла Формат STL не является правильным выбором; формат OBJ — популярная форма с хорошей поддержкой определения цветов, материалов и т. д. d. Поэтому он является правильным выбором для данной работы.

10. 2. когда его использовать. файл С другой стороны, STL почти всегда лучше, чем OBJ, если вы хотите печатать в одном цвете или материале. так Он проще, что приводит к меньшему размеру файлов и более быстрой обработке.

10. В форме OBJ это не так, но вполне логично принимается и поддерживается. он также Пользуется логическим признанием и поддержкой; формы VRML, AMF и 3MF в настоящее время не имеют широкой поддержки.

Зрелая экосистема: большинство моделей для 3D-печати, которые можно найти в Интернете, имеют форму файла STL. Существование этой экосистемы в сочетании с инвестициями производителей 3D-принтеров в программное обеспечение на основе SPL приводит к появлению большой базы пользователей, которые вложили значительные средства в этот формат. Это означает, что существует множество сторонних программ, работающих с файлами STL, но это не относится к другим формам файлов.

10.4 Некоторые недостатки формы файла Использование STL имеет ряд очевидных недостатков. Точность печати предполагает анализ в микрометровом масштабе, поэтому количество треугольников, необходимых для описания гладкой изогнутой поверхности, может привести к большим размерам файлов. Также невозможно включить метаданные (напр. такие например, информацию об авторстве или авторских правах). в файл STL.

10. 5 Если ваши потребности в 3D-печати просты, возможно, нет причин отказываться от формата STL. Однако для более сложных отпечатков, использующих множество материалов и цветов, возможно, стоит попробовать OBJ или другие доступные формы.

11. Цвет в формате файла STL

Что такое файл STL - 3DRadar

В предыдущем разделе мы говорили, что файла STL не может работать с несколькими цветовыми моделями. Причина. файла STL нет, он содержит информацию о цвете Когда в 1980-х годах разрабатывались быстрые исходники, никто не думал о цветной печати. Сегодня материалы и процессы 3D-печати быстро развиваются. Некоторые люди могут печатать в полном цвете — представьте себе только 3D-селфи из песчаника, как на фото выше. Однако совершенно несправедливо утверждать, что STL не может работать с цветом. Оказывается, существуют нестандартные версии формата STL, которые действительно могут передавать информацию о цвете.

Например, программные пакеты Viscam и SolidView хранят 15-битные цвета RGB по следующей системе, с «количеством байтов характеристик» в конце каждого треугольника

Биты с 0 по 4 для синего (от 0 до 31), биты с 5 по 9 (от 0 до 31) для зеленого, биты с 10 по 14 (от 0 до 31) для красного, бит 15 — 1, если цвет действителен, и 0 не действителен (как в обычном STL-файле). Программа Materalize Magics, с другой стороны, использует 80-байтовый заголовок в двоичном формате для представления общего цвета 3D-объекта. Цвет определяется путем включения ASCII-строки ‘Colour =’. Затем он содержит четыре байта, представляющие красный, зеленый, синий и альфа-каналы (слайды) в диапазоне 0-255. Этот базовый цвет также может быть обойден со всех сторон с помощью байта ‘Number of attribute bytes’.

12. файл файл источник читать здесь. Поздравляем, теперь вы готовы начать использовать STL! Теперь вы знаете кое-что о STL и определенно являетесь специалистом по SML-файлам.

В этом актуальном разделе мы рассмотрим некоторые из лучших программ и ресурсов, которые можно использовать для загрузки, просмотра, редактирования и восстановления файлов STL.

12. 1 Загрузка файлов STL

Существует множество репозиториев, покупок и поисковых систем в Интернете, содержащих буквально миллионы бесплатных STL-файлов. Смотрите обычно обновляемый список — 2019 Лучшие сайты для бесплатных STL-файлов и моделей 3D-принтеров — или выберите одну из этих моделей и начните 3D-печатать 50 крутых вещей в августе 2019 года.

2. 2 Открыть и показать файла STL

К счастью, открыть файл STL не так Сложность. Для этой цели существует несколько бесплатных программ просмотра файлов STL. Вы можете использовать их онлайн или в качестве офисных приложений. Смотрите наше специальное руководство здесь: 2019 лучших бесплатных инструментов для просмотра файлов STL.

12. 3 Редактирование и преобразование файла STL

Да, можно выполнить полный процесс файл STL и конвертация файл STL в различных форматах файла . Поскольку форма открыта, ничто не мешает вам изменить содержимое файла STL. На самом деле, процесс обработки очень прост. На эту тему есть специальная статья: 7 Как отредактировать и сбросить ваш бесплатный STL + процессор. файлы STL

12.4 Восстановление файла STL

Помните раздел, в котором обсуждались правила, которым должны соответствовать файлы STL? Например, соседние треугольники должны иметь две общие вершины, а правило правой руки, примененное к вершинам, должно иметь то же направление, что и нормальный вектор. Если эти условия нарушены в в файле STL, этот файл будет изменен или уничтожен.

Существуют различные программы, помогающие устранить повреждения файла STL; например, NetFabb Basic — отличный инструмент для устранения наиболее распространенных проблем с файлами STL. Подробнее об этих программах читайте в статье: 2019 Лучшие инструменты для 3D-печати (все бесплатно)

13. Вывод

Наконец, как вы узнали. файла STL кодирует размещение 3D-модели. Мы рассказали, как оптимизировать файлы STL — самый качественный STL для 3D-печати; мы рассказали о формах файла Формат STL по сравнению с другими популярными форматами файла 3D printing.OBJ и о том, когда следует использовать каждую из этих форм. Наконец, мы поделились доступными ресурсами для загрузки, просмотра, редактирования и восстановления STL-файлов.

Мы надеемся, что более глубокое понимание форм файлов STL поможет вам стать более современным пользователем 3D-принтеров. Если вы нашли эту статью полезной, пожалуйста, поделитесь ею и расскажите о ней другим любителям 3D-печати. У вас есть вопросы или комментарии? Сообщите нам об этом в комментариях ниже.

Оцените статью