中國粉體網(wǎng)訊  STL是一種比較“古老”的3D文件格式，由3D Systems在1987年首次發(fā)布，是Stereolithography一詞的縮寫。STL文件在設(shè)計(jì)上考慮到了增材制造的情況，將數(shù)據(jù)（通常基于NURBS或BREP）轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，供3D打印機(jī)進(jìn)行解析。因此，曲線和復(fù)合曲面被轉(zhuǎn)換為機(jī)器數(shù)據(jù)運(yùn)行的代碼。STL用小三角形模擬模型原始表面，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、詳細(xì)，所需要的三角形越多。

△結(jié)構(gòu)越復(fù)雜和詳細(xì)，使用的三角形越多。

“傳統(tǒng)”的STL文件

STL文件通過使用三維笛卡爾坐標(biāo)系的三角形的單位法線和頂點(diǎn)（按右手法則排序）來描述原始的、非結(jié)構(gòu)化的三角化表面。這種機(jī)器的自然文件格式是一系列對應(yīng)于不同Z值的閉合多邊形（層或切片）。然而，由于可以改變層厚度，STL能夠以更快但不太精確的構(gòu)建方式進(jìn)行模擬，將構(gòu)建模型定義為封閉多面體在水平面切片的集合。但是，STL畢竟基于網(wǎng)格架構(gòu)，不能將信息存儲為數(shù)學(xué)表達(dá)。因此，只能結(jié)轉(zhuǎn)原始信息。這導(dǎo)致了它在存儲時(shí)需要占用較大的硬盤空間，同時(shí)又不對模型本身的幾何結(jié)構(gòu)造成破壞。

△相同形狀下，CAD格式表現(xiàn)為圓環(huán)（顯示為兩個(gè)同心紅色圓圈），而STL則由三角形平面組成。

此外，STL不攜帶任何機(jī)器信息、打印設(shè)置或重新創(chuàng)建文件所需的任何其他有用信息。因此，在與團(tuán)隊(duì)或第三方合作制造零件時(shí)，需要將STL與制造規(guī)范列表附加在一起。盡管有著各種缺陷，STL依然成為了當(dāng)下最流行的3D打印文件格式，理由如下：

▲STL作為標(biāo)準(zhǔn)文件格式受眾廣泛

▲3D打印機(jī)僅支持切片機(jī)中基于網(wǎng)格的文件格式

▲替代品太少，也并不流行

3MF格式的興起

3MF是一種新型文件格式，由推進(jìn)3D打印能力和技術(shù)的公司聯(lián)盟開發(fā)，被認(rèn)為是一種具有革命性和特殊性的形式。3MF帶來的改進(jìn)相當(dāng)于從BMP切換到PDF：3MF攜帶了更多信息，包括單元信息、多噴墨打印的顏色和紋理信息、空間中的相對位置等等。而STL沒有單位，即使兩種文件格式攜帶相同量的數(shù)據(jù)，3MF文件仍然比STL文件小得多。

△導(dǎo)入Fusion 360網(wǎng)格工作區(qū)的3MF文件。右側(cè)對話框中沒有單位選項(xiàng)卡，因?yàn)?MF文件包含該信息。

3MF文件使用人類可讀的XML格式（可擴(kuò)展標(biāo)記語言），因此可以存儲有關(guān)機(jī)器所需的大量數(shù)據(jù)，無需在單獨(dú)文件中進(jìn)行附帶打印設(shè)置。用戶甚至可以打開XML來閱讀執(zhí)行操作并直接修改代碼。這不僅提供了多樣性，有助于防止打印錯(cuò)誤，還有助于減小文件大小。而3MF在批量處理相同部件時(shí)不需要重復(fù)數(shù)據(jù)，甚至可以讓用戶保存和共享想要的切片配置，節(jié)省了時(shí)間。

△STL導(dǎo)入的相同數(shù)據(jù)，缺少顏色信息，并且對話框需要用戶定義單位大小。

3MF還可以顯示零件的詳細(xì)信息：

▲完整、足夠豐富地描述模型，保留內(nèi)部信息、顏色、位置和其他特征

▲可擴(kuò)展支持3D打印創(chuàng)新

▲可互操作

▲能夠被廣泛采用

▲擺脫其他常見文件格式的問題

將3MF格式與SLS一起使用時(shí)，包裝信息、零件副本數(shù)量以及所有最初數(shù)據(jù)都包含在一個(gè)文件中。這最大限度地減少了錯(cuò)誤并確保任何擁有文件的人都可以重復(fù)您的機(jī)器設(shè)置和零件幾何形狀。

制造過程的作用

3MF格式能夠?yàn)榇蛴≡O(shè)置和機(jī)器信息攜帶元數(shù)據(jù)，這也需要獨(dú)立于特定機(jī)器的切片器。例如，F(xiàn)usion 360的增材制造空間涵蓋上述所有設(shè)置，并允許導(dǎo)出STL和3MF文件。這可以幫助用戶將所有制造數(shù)據(jù)保留在所屬位置：集中所有的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

△Fusion 360導(dǎo)出的3MF顯示了元數(shù)據(jù)的兩個(gè)選項(xiàng)卡。

同時(shí)，訪問打印設(shè)置和機(jī)器信息還意味著可以完全控制您的支撐結(jié)構(gòu)，并且可以使用單個(gè)文件傳遞信息到打印機(jī)。這對于STL來說是不可能的，除非額外使用優(yōu)化技巧。最后，3MF還可以為制造數(shù)據(jù)帶來安全協(xié)議，例如可以限制機(jī)器制造的零件副本數(shù)量。這種安全內(nèi)容擴(kuò)展提供了一種加密敏感的3D可打印數(shù)據(jù)機(jī)制，有助于保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)、降低風(fēng)險(xiǎn)并確保公司遵守政府法規(guī)。

其他3D打印文件格式

除了STL，OBJ也是一種非常常見的文件格式，它可以存儲紋理和顏色信息。而PLY格式（Polygon格式）常用于3D掃描對象文件。另外，與3MF一樣，AMF格式也是一個(gè)新興的3D打印文件格式，能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，同樣也采用XML格式。雖然AMF有成為新一代3D打印數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的潛力，但沒有巨頭支持是它的硬傷。

△相同模型，STL與3MF對比

相比之下，3MF聯(lián)盟的成員包括了：Microsoft、AutoDesk、Dassault Systems、Netfabb，SLM、惠普(HP)、Shapeways，每個(gè)都是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。加上微軟WIN8.1和WIN10對3MF打印格式的支持，3MF或許在未來能夠逐漸取代STL，成為新一代3D打印標(biāo)準(zhǔn)格式。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）

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