STL vs 3MF: какой формат выбрать для 3D-модели?

После того, как 3D-модель готова, необходимо экспортировать ее в файл, который может быть прочитан слайсером - программным обеспечением для настроек печати, которое действует как посредник между пользователем и 3D-принтером. И в этот момент пользователю предлагается несколько вариантов. Иногда бывает трудно выбрать между различными предлагаемыми форматами: OBJ, STL, PLY, 3MF и многими другими. Чтобы узнать больше и выяснить, каковы плюсы и минусы определенных файлов, мы подробно рассмотрели файлы STL и .3MF, вероятно, самые популярные среди энтузиастов аддитивного производства.

Запущенный в 1987 году компанией 3D Systems, первой компанией, специализирующейся на 3D-печати, формат STL в настоящее время является самым распространенным на рынке. Он расшифровывается как стереолитография (или Standard Triangle Language) и встречается на большинстве платформ, предлагающих 3D-модели, таких как Thingiverse, MyMiniFactory и Cults. Гораздо позже формат 3MF был разработан консорциумом во главе с Microsoft. Выпущенный в 2015 году, формат теперь привлекателен из-за некоторых своих уникальных свойств. Модели 3MF, также называемые форматом 3D-производства, предназначены для того, чтобы быть понятными и ограничивать ошибки в процессе печати.

В настоящее время формат STL является самым популярным

Характеристики STL файлов

С момента своего создания в 1987 году STL был самым популярным форматом благодаря накопившемуся у пользователей 3D-печати опыту использования. Совместимые со всеми слайсерами и программным обеспечением САПР, файлы STL в настоящее время в основном используются в индустрии быстрого прототипирования. Как указывает аббревиатура Standard Triangle Language, формат «копирует» каждую модель с помощью треугольников. Другими словами, формат STL воссоздает 3D-модель, максимально приближенную к ее форме, используя тысячи треугольников. Более конкретно, плоская поверхность с 4-мя сторонами обязательно делится на 2 треугольника. Таким образом, если взять пример куба, то он разделен на двенадцать треугольников, учитывая, что у него 6 граней.

Количество треугольников также определяет точность печати. Например, моделирование лица требует большого количества треугольников. Все эти треугольники предназначены для того, чтобы быть как можно ближе к форме, определенной 3D-моделью. Однако они не содержат никакой информации о процессе изготовления, материале, текстуре или цвете. И именно в этом заключается одно из главных ограничений формата STL.

Чем точнее формат STL, тем больше треугольников он содержит

Несмотря на большой размер, файлы STL содержат только ту информацию, которая позволяет установить геометрию детали. Однако, используя слайсер, пользователь, тем не менее, может добавлять различные параметры печати (нарезки) в файл модели/STL. Эти параметры могут быть сохранены только в формате 3MF.

Еще одна проблема с STL - частота повреждения файлов. Когда файл неисправен, что регулярно происходит из-за проблемы во время преобразования, пользователь вынужден его восстановить. Вот почему, по примеру Netfabb и Meshmixer, существует несколько программ восстановления. Они позволяют исправлять дефекты 3D-файлов. Но использование такого программного обеспечения добавляет дополнительный шаг к процессу печати. Наконец, формат STL возможен для интерпретации только совместимым программным обеспечением.

Если формат STL так неудобен, почему его продолжают использовать? Есть три ответа:

• STL по-прежнему является стандартным форматом файлов для многих пользователей.
• 3D-принтеры поддерживают в слайсерах только файлы на основе сетки.
• Многие пользователи не знают об альтернативах.

Характеристики файлов 3MF

Гораздо более новый, чем формат STL, 3MF является результатом консорциума, основанного Microsoft, в который входят, среди прочего, Dassault, Autodesk, Stratasys и Ultimaker. На его запуске Адриан Ланнин, исполнительный директор консорциума 3MF, обнародовал цели проекта: «3MF расширяет возможности людей, максимизирует производительность и раскрывает все возможности 3D-печати». Формат 3MF, призванный предоставить профессионалам жизнеспособное решение для хранения 3D-файлов, отличается легким весом и большим объемом информации, содержащейся в файле.

Файлы 3MF, в отличие от STL, представляют собой не просто сетку. Они представляют собой архивные файлы (аналогичные .zip), содержащие как 3D-модель (в виде сетки), так и информацию, связанную с изготовлением модели, такую как методы изготовления, материалы или сборки. По этому поводу Microsoft объясняет: «3MF — это формат файла, специально адаптированный для 3D-печати и Windows. 3MF включает в себя цвета, текстуры, масштабирование, содержащие рекомендуемые параметры печати, и многие другие улучшения». Кроме того, файл 3MF закодирован в XML, что делает его понятным для человека, а не только для машины. Таким образом, если вы замените расширение .3MF на расширение .ZIP, вы можете открыть каждый файл в архиве, чтобы узнать его характеристики. В дополнение к своей открытости (легко читаемости), он также предлагает лучшее понимание ошибок сетки. Это позволяет избежать проблем, связанных с геометрическими многообразиями, что предотвращает самопересечения, однообразие модели и отверстия в сетке.

Наконец, 3MF предлагает протоколы безопасности для производственных данных. Если вам нужно ограничить количество копий детали, которое делает ваше оборудование, 3MF поможет вам.

Форматы 3MF намного легче, чем форматы STL

На данный момент основное ограничение формата 3MF заключается не в его свойствах, а скорее в его непопулярности. Это явление особенно заметно на различных сайтах-файлообменниках 3D-моделей, таких как Thingiverse, Cults или Printables. Также есть и другие минусы данного формата. Например, отсутствует интеграция с некоторыми слайсерами и программным обеспечением САПР, которые в настоящее время несовместимы с этим форматом. Также отсутствует взаимосовместимость между срезами, так как некоторые параметры, настроенные в одном слайсере, не обязательно будут перенесены в другой слайсер при открытии того же проекта. Тем не менее, мы можем надеяться, что в будущем, если 3MF наберет популярность, будут предприняты усилия для решения этих проблем. Тем более, что это архивный файл с XML-кодом, и поэтому его можно улучшить. Можно представить себе кросс-совместимость, позволяющую легче обмениваться файлами, которые могут быть правильно интерпретированы различными слайсерами.

Конкретные преимущества 3MF по сравнению с STL

Представьте, что у вас есть 3D-принтер, и вы хотите напечатать сложную модель. Если вам нужна внешняя помощь, например, от службы печати, они могут настроить модель в программном обеспечении для нарезки со всеми соответствующими параметрами, а затем экспортировать эту конфигурацию в формат 3MF. Таким образом, вы найдете в одном файле свою модель, а также профили печати, возможные модификаторы и другие параметры. В том же случае, используя формат STL, производителю пришлось бы экспортировать профили печати в дополнение к сетке, но даже при совместном использовании этих профилей такая информация, как модификаторы, будет отсутствовать.

А теперь представьте, что вы дизайнер, который хочет поделиться своими 3D-моделями в Интернете, например, на Thingiverse, Printables или Cults. Используя формат 3MF, вы можете встраивать информацию о материале или модификаторы, которые упрощают процесс 3D-печати. Формат 3MF также позволяет определить лицензию и связанные с ней авторские права. Вы также можете добавить свое имя и описание в файл. Таким образом, поскольку вся эта информация хранится в файле, а не только на странице загрузки сайта, если ваша модель будет опубликована за пределами сайта, где вы изначально поделились ею, вся эта информация будет сохранена.

Является ли 3MF форматом будущего?

Как видим, в будущем 3MF, скорее всего, станет стандартом. Привлеченные его свойствами, несколько экспертов по технологиям уже взяли его на вооружение. Чарли Ле Рой, соучредитель компании Polyfab, которая занимается перепродажей 3D-решений и обучением, объясняет причины такого выбора: «Основное отличие, на мой взгляд, заключается в объеме хранимой информации. STL содержит только 3D-модель, его аналог 3MF содержит модель, а также ее ориентацию, опоры, параметры печати... Таким образом, 3MF гораздо более практичен для нужд нескольких итераций».

Из-за своей способности ограничивать риск ошибок и облегчать совместное использование моделей, формат 3MF кажется гораздо более подходящим и может сохраняться с течением времени. Одним из многообещающих признаков этого является тот факт, что американский гигант 3D Systems, создатель STL в 1987 году, решил присоединиться к консорциуму 3MF при его запуске в 2015 году. Чарли Ле Рой заключает: «Форматом, который будет использоваться для обмена проектами печати через библиотеки готовых к печати моделей, безусловно, будет формат 3MF. Это, естественно, ограничивает риск ошибок и экономит время при изготовлении деталей».

А какой формат файла для 3D-модель предпочитаете вы? Если же у вас нет опыта в 3D-моделировании, инженеры 3DVision могут создать модель в том формате, который идеально подойдет для решения вашей задачи. Достаточно лишь оставить заявку на нашем сайте.