Обратно към блога
февруари 16, 2023

Сравнение между най-популярните файлови формати за 3D принтиране

Както многократно сме казвали в сайта и блога на SolidFill, наясно сме, че изборът на правилен материал или файлов формат може да бъде трудна задача в това супер специфично поле на дейност. Ето защо този месец ще разискваме приликите и разликите между четирите най-разпространени файлови формата за 3D принтиране: OBJ, STL, AMF и 3MF.

Всички файлове, независимо дали са текст, аудио, снимки или 3D модели, представляват информация, събрана в милиони битове. Данните и начинът, по който са кодирани, определят естеството и формата на съответния файл. В зависимост от формата на CAD файла, той може да съдържа данни за геометрията, материала, текстурата, размерите, цвета на модела и др.

Файлови формати и 3D печат

3D принтерите изграждат отделните елементи слой по слой. След като създадем модела е и го запишем във формат на файл за 3D печат, трябва да го обработим от софтуер, за да бъде разделен на множество тънки хоризонтални слоеве. В последствие софтуерът сканира слоевете и използва информацията, за да генерира G-код – набор от инструкции за това как 3D принтерът трябва да се движи, за да произведе съответния елемент. Тогава файлът с G-код се изпраща към принтера. Някои принтери се доставят със собствен софтуер за нарязване, така че можете да изпратите модела директно под формата на файл за 3D печат.

Информацията, съдържаща се в CAD файла, е много важна за успешния печат. Както отбелязахме, форматът определя информацията, която се съдържа във файла. С нея се генерира необходимият машинен код и за това форматът на файла е много важен. Има специфични видове информация като геометрия, текстура, цвят и материал, които са необходими, за да стартира процесът. В обикновените 3D CAD формати тези данни не винаги се съдържат или кодират за 3D принтиране. Ето защо възниква нуждата от формати, които са предназначени специално за това.

Също така програмата за нарязване на слоеве не работи с обикновен 3D файл формат, като например STEP, IPT и SLDPRT. Те трябва да бъдат конвертирани до друг подходящ файлов формат.

Днес се използват няколко формата за 3D печат, но най-разпространените от тях са STL, OBJ, AMF и 3MF. Какво представляват тези формати, по какво се различават един от друг и защо са най-разпространени – на тези въпроси ще дадем отговор в следващите редове.

Основна информация: STL

Файловият формат STL (Standard Tessellation Language) е пионерът в 3D форматите за печат. Създаден е през 1987 г. от Чък Хъл, изобретателят на 3D принтирането. Три десетилетия по-късно STL все още е най-широко използваният формат и се счита за стандартен файлов формат в 3D принтирането. Днес той е съвместим с повечето 3D CAD софтуери и хардуери за 3D печат.

Ключова характеристика на STL е, че той запазва геометрията с помощта на теселация – това е процесът на покриване (облицоване) на повърхностите със серия от геометрични фигури. В STL файла геометрията на модела е пресъздадена от множество триъгълници, покриващи повърхностите на модела.

За извити повърхности са необходими голям брой малки триъгълници. Колкото по-голям е броят им, толкова по-голям е размерът на файла.

Друга отличителна характеристика на STL формата е, че той съхранява само геометрични данни. Това означава, че други данни, свързани с модела, като цвят, текстура и материал, отсъстват. Доскоро това не се считаше за проблем, тъй като принтерите можеха да печатат елементи само в един цвят и от един материал. Това може да не е проблем, ако имате нужда от изработването на прототип.
3D Принтиране и файлови формати
Все пак, с напредъка в 3D печата, вече съществуват възможности за многоцветен печат и печат с различни материали, което способства за изработването на напълно завършени, функционални и годни за употреба обекти. Това може да изкара STL формата от употреба.

Предимства:
- Съвместим с всеки хардуер и софтуер в света на 3D принтирането;
- Най-често използваният формат;
- Милиони STL модели са налични за изтегляне онлайн;
- Пионер в триизмерния печат. Добре познат и широко прилаган от създаването му през 1987 г. досега. 
Недостатъци:
- Не съхранява информация за цвят, материал и текстура на модела;
- Детайлността на модела е ограничена.
- Колкото повече се стремим към точно пресъздаване на модела, толкова по-голям става файлът;
- Възможно е да има непокрити части от модела или обратно – припокриващи се триъгълници, тъй като форматът е податлив на грешки.
- Мащабът на модела и мерните единици не са отразени във файла.
3D Принтиране и файлови формати

Основна информация: OBJ

Разработен от WaveFront Technologies, файловият формат OBJ първоначално е бил използван в графичния дизайн като неутрален файлов формат за обмен. С развитието на многоцветния и многоматериален печат, файловият формат по-късно беше възприет от индустрията за 3D печат.

Той е вторият по популярност формат след STL. За разлика от него обаче OBJ може да съхранява данни за геометрия, цвят, текстура и материали. Цветните данни се съхраняват в отделен придружаващ MTL (Material Template) файл. За да бъде възможен печатът, OBJ файлът трябва да бъде споделен със съответния MTL файл.

Друга ключова характеристика на формата OBJ е, че ви позволява да изберете начина, по който се кодира геометрията на вашия модел. Можете да създавате теселации, като използвате различни форми и да не се ограничавате само с една геометрична форма. Можете също така да използвате по-усъвършенствани и прецизни методи като криви и повърхности със свободна форма. Те позволяват на OBJ файловете да съхраняват модели с много по-голяма точност.
Предимства:
- Съхранява точно данните;
- Съхранява данни за геометрията, цвета, текстурата и материала.
- Позволява използване на по-усъвършенствани и прецизни методи като криви и повърхности със свободна форма.
Недостатъци:
- Не е толкова популярен като STL и за това има ограничена съвместимост;
- Съдържа голямо количество сложни данни – това отнема време при споделянето или редактирането му;
- Цветът и текстурата се съхраняват в отделен файл.

Основна информация: AMF

Файловият формат за 3D принтиране AMF (Additive Manufacturing File) се счита за актуализирана версия на STL. Той е разработен от Американското общество за изпитване на материалите (ASTM) през 2013 г., за да се справи с ограниченията на STL файловете.

Подобно на STL, AMF съхранява геометрични данни, използвайки триъгълна теселация. Въпреки това, триъгълниците в AMF могат да се извиват, което води до точно представяне на данните. Това също води до много по-малки размери на файловете, тъй като се изисква по-малко количество триъгълници за точно представяне на извити повърхности.

Освен това AMF файловете могат да съхраняват данни за цвят, текстура, материал, както и метаданни. Това ги прави много по-добри в техническо отношение от STL форматите.
Файлови формати за 3D принтиране
Предимства:
- Може да съхранява всички възможни данни и метаданни за един модел;
- Мащабът може да бъде зададен в различни мерни единици;
- Възможностите за грешки са силно ограничени;
- Малък размер на файла.
Недостатъци:
- Има ограничена поддръжка;
- Все още не се използва масово.
3D Принтиране и файлови формати

Основна информация: 3MF

След като анализираха недостатъците и бавното внедряване на файловия формат AMF, някои от най-големите компании, които развиват технологии за 3D принтиране (като Autodesk, 3D Systems, Stratasys, HP, Microsoft), разработиха файловия формат 3MF.

Той беше бързо приет най-вече заради влиянието на индустрията и широката клиентска база, която стои зад технологичните гиганти.

3MF има всички технически характеристики на AMF. Той използва извити триъгълни теселации за кодиране на геометрия. Той може също да съхранява данни за цвят, текстура, материал и ориентация и е много точен.

Данните се съхраняват в четим от човека XML формат (за разлика от двоичния). 3MF не генерират грешки и са годни за директен печат.
Предимства:
- Относително популярен формат;
- Съхранява с точност геометричните данни;
- Може да съхранява всякакви данни, свързани с модела;
- Всичките данни се съхраняват в един архив.
Недостатъци:
- Може да стане обект на корпоративна собственост.

В заключение за 3D принтиране и файлови формати

Като обобщение може да се каже, че за обекти с проста геометрия и за едноцветни прототипи, най-подходящият формат е STL. Ако възнамерявате да отпечатате прости части, но с цвят, тогава OBJ е по-добрият вариант. Големият недостатък тук, е че допълнителните данни за цвят и текстура трябва да бъдат съхранени в допълнителен файл. Файловите формати за 3D печат 3MF и AMF са технически най-добре издържаните, тъй като и двата съхраняват всяка информация за модела. Те са подходящи за сложни обекти, състоящи се от много части и различни материали и са многоцветни. Те са леки и могат да бъдат споделяни лесно, а всички данни и метаданни в тях се съхраняват в компактни, компресирани файлове. Ако имате софтуер, който е съвместим с AMF, не се колебайте да го използвате. В противен случай 3MF е по-безопасният вариант, тъй като е по-популярен и е по-вероятно да бъде съвместим с поддържащия софтуер.

За още информация и експертно мнение...

За повече информация относно най-подходящия файлов формат за вашия конкретен проект ни изпратете чертеж, скица или снимка на sales@solidfill.com.
Разгледайте страницата ни за 3D принтиране, където има секция за подходящи файлови формати, последвайте ни във Facebоok и се свържете с нас за повече информация.

Имате идея?

Изпратете ни своя проект!
© 2022 SolidFill, All Rights Reserved
1612, София, България,
ул. "Житница" №44
+359 888 722 894
linkedin facebook pinterest youtube rss twitter instagram facebook-blank rss-blank linkedin-blank pinterest youtube twitter instagram