STL срещу 3MF: Кой формат да избера за 3D модел?

Характеристики на STL файловете

От създаването си през 1987 г. STL е най-популярният формат за потребителите на 3D печат. Съвместими с всички слайсери и CAD софтуер, STL файловете сега се използват главно в индустрията за бързо прототипиране. Както показва съкращението Standard Triangle Language, форматът „възпроизвежда“ всеки модел с помощта на триъгълници. С други думи, форматът STL пресъздава 3D модел възможно най-близо до неговата форма, използвайки хиляди триъгълници. По-конкретно, равна повърхност с 4 страни задължително се разделя на 2 триъгълника. Така, ако вземем пример с куб, той е разделен на дванадесет триъгълника, като се има предвид, че има 6 лица.

От броя на триъгълниците зависи и точността на печата. Моделирането на лице например изисква много триъгълници. Всички тези триъгълници са предназначени да бъдат възможно най-близо до формата, дефинирана от 3D модела. Те обаче не съдържат информация за производствения процес, материала, текстурата или цвета. И точно тук се крие едно от основните ограничения на STL формата.

^{Колкото по-прецизен е STL форматът, толкова повече триъгълници съдържа}

Въпреки големия си размер, STL файловете съдържат само информация, която позволява да се установи геометрията на дадена част. Въпреки това, като използва слайсер, потребителят все пак може да добави различни параметри за печат (нарязване) към модела/STL файла. Тези параметри могат да бъдат запазени само във формат 3MF.

Друг проблем със STL е честотата на повредени файлове . Когато даден файл е дефектен, което обикновено се дължи на проблем по време на преобразуване, потребителят е принуден да го поправи. Ето защо, следвайки примера на Netfabb и Meshmixer , съществуват няколко програми за поправка. Те позволяват да се коригират дефектите на 3D файлове. Но използването на такъв софтуер добавя допълнителна стъпка към процеса на печат. И накрая, форматът STL е нечетим от хората, само съвместим софтуер може да го разбере и следователно да го интерпретира.

Характеристики на 3MF файлове

Много по-нов от формата STL, 3MF е резултат от консорциум, основан от Microsoft, който включва Dassault , Autodesk , Stratasys и UltiMaker . При стартирането му Adrian Lannin, изпълнителен директор на консорциума 3MF, разкри целите на проекта: „3MF дава възможност на хората, увеличава максимално продуктивността и отключва пълните възможности на 3D принтирането.“ Създаден да предостави на професионалистите жизнеспособно решение за съхранение на 3D файлове, форматът 3MF се отличава с “лекото си тегло” и голямото количество информация, която файлът съдържа.

3MF файловете, за разлика от STL, не са просто мрежа. Те са архивни файлове (подобни на .zip), съдържащи както 3D модела (като мрежа), така и информацията, свързана с производството на модела, като методи на производство, материали или възли. По този въпрос Microsoft обяснява: „3MF е файлов формат, специално адаптиран за 3D печат и Windows. 3MF включва цветове, текстури, мащабиране, съдържащо препоръчани опции за печат, и много други подобрения.“В допълнение, 3MF файл е кодиран в XML, което го прави разбираем за човек, а не само за машина. Така че, ако замените разширението .3MF с разширение .ZIP, можете да отворите всеки файл в архива, за да откриете неговите характеристики. В допълнение към своята отвореност (лесна четливост), той е и по-интелигентен, тъй като предлага по-добро разбиране на грешките в мрежата. Избягва проблеми, свързани с геометрични разновидности (колектор), което предотвратява самопресичане, „неколекторни“ модели и дупки в мрежата.

В момента основното ограничение на формата 3MF не се крие в неговите свойства, а по-скоро в липсата на популярност. Въпреки различните ограничения, свързани с неговите характеристики, днес STL е много по-демократизиран от 3MF. Това явление е особено забележимо в различните сайтове за споделяне, като Thingiverse, Cults или Printables. И други недостатъци остават. Например, има липса на интеграция с определени слайсери и CAD софтуер, които в момента са несъвместими с този формат. Освен това има липса на взаимна съвместимост между слайсерите, тъй като някои параметри, конфигурирани в един слайсер, няма непременно да бъдат прехвърлени към друг слайсер при отваряне на същия проект. Можем обаче да се надяваме, че в бъдеще, ако 3MF придобие популярност, ще бъдат положени усилия за решаване на тези проблеми. Особено, тъй като това е архивен файл с XML код и следователно може да бъде подобрен. Човек може да си представи кръстосана съвместимост, позволяваща по-лесно споделяне на файлове, които могат да бъдат правилно интерпретирани от различни слайсери.

Конкретните предимства на 3MF срещу STL

Представете си, че имате 3D принтер и искате да отпечатате сложен модел. Ако имате нужда от външна помощ, например от услуга за печат, те могат да конфигурират модела в софтуер за нарязване с всички подходящи параметри и след това да експортират тази конфигурация във формат 3MF. По този начин ще намерите в един файл вашия модел, но също и профилите за печат, възможните модификатори и други параметри. В същия случай, използвайки STL формата, производителят би трябвало да експортира профилите за печат в допълнение към мрежата, но дори при споделяне на тези профили, информация като модификатори би липсвала.

Сега си представете, че сте дизайнер, който иска да сподели своите 3D модели в Интернет, например в Thingiverse, Printables или Cults. Използвайки формата 3MF, можете да вградите информация за материала или модификатори, които опростяват процеса на 3D печат. Форматът 3MF също ви позволява да дефинирате лиценза и свързаните с него авторски права. Можете също така да добавите вашето име и описание към файла. Така че, цялата тази информация се съхранява във файла, а не само на страницата за изтегляне на сайта, ако вашият модел се споделя извън сайта, където първоначално сте го споделили, цялата тази информация ще бъде запазена.

Дали 3MF е форматът на бъдещето?

Както можете да видите, в бъдеще 3MF вероятно ще стане стандарт. Съблазнени от свойствата му, няколко технологични експерти вече го приеха. Charly Le Roy, съосновател на Polyfab, компания, която препродава 3D решения и осигурява обучение, обяснява причините за този избор: „Основната разлика, според мен, е количеството съхранявана информация. STL съдържа само 3D модела, неговият аналог 3MF съдържа модела, но също и неговата ориентация, неговите опори, неговите параметри за печат… Така че 3MF е много по-практичен за нуждите от множество итерации.“ Мнението, споделено от Michael P. Bourque, директор на дигиталното производство в Boston Engineering,„Не мога да повярвам, че STL е най-разпространеният формат сред ентусиастите на 3D принтирането. STL е ужасен формат за възпроизвеждане на геометрията на модела и се използва само защото стъпката на нарязване е бърза. […] Предпочитам 3MF, защото е самостоятелен и може да съдържа допълнителни данни за намаляване на проблемите.“

Поради способността си да ограничава риска от грешка и да улеснява споделянето на модели, форматът 3MF изглежда много по-подходящ и може да издържи във времето. Един обещаващ знак за това е фактът, че американският гигант 3D Systems, създател на STL през 1987 г., реши да се присъедини към консорциума 3MF при стартирането му през 2015 г. Charly Le Roy заключава: „Форматът, който ще се използва за споделяне на проекти за печат чрез библиотеки от готови за печат модели определено ще бъде форматът 3MF. Това естествено ограничава риска от грешка и спестява време при производството на части.“