¿Por qué alguien necesita formatos poliédricos?

Después de la fase de diseño y análisis, los archivos de diseño asistido por computadora (CAD) generalmente se convierten en formatos de archivo de poliedros para su preparación y fabricación en impresoras 3D. STL (STereoLithography o Standard Tessellation Language) es el formato de archivo de poliedros más común y se desarrolló originalmente para traducir archivos CAD a un formato legible para impresoras 3D en 1987.

En general, no hay duda de que STL tiene sus límites en términos de retener la intención del diseño. De hecho, STL solo puede leer la geometría de la superficie de un objeto 3D sin color, textura u otros elementos de diseño. Es por esta razón que Microsoft y otros están tratando de promocionar 3MF como alternativa.

Sin embargo, la universalidad y el uso duradero de STL lo convierten en un formato probado y comprobado, en el que confían muchos equipos de ingeniería, fabricantes y universidades en la actualidad.

¿Qué es STL?

STL se introdujo hace 30 años para traducir objetos 3D diseñados en suites CAD para su uso en impresoras 3D de estereolitografía. Desde entonces, STL se ha extendido a varias generaciones de impresoras 3D, incluidas las que se basan en diferentes tecnologías, como la extrusión y la inyección.

La ventaja de STL, al igual que IGES, es que se adopta ampliamente en la industria de fabricación aditiva. Esto permite compartir archivos entre diferentes organizaciones (y flujos de trabajo), como un diseñador de productos y un socio de fabricación, con una necesidad mínima de reparación de archivos (siempre que el software adecuado esté integrado con las herramientas utilizadas por cada parte).

STL codifica en uno de dos formatos:binario y ASCII (Código estándar estadounidense para el intercambio de información). Binary le permite guardar tamaños de archivo más pequeños (lo que facilita la carga en una impresora 3D), pero se busca ASCII porque es más fácil de leer y permite el refinamiento.

Sin embargo, STL tiene sus límites.

En primer lugar, STL solo codificará, a través de la teselación, la geometría de la superficie del objeto 3D, es decir, omitirá los colores, las texturas y otros elementos de diseño del diseño original.

En segundo lugar, las modificaciones realizadas en STL, como la modificación de las estructuras de soporte u otras ediciones para la imprimibilidad, no vuelven automáticamente al archivo original realizado en CAD. Para mantener la coherencia, primero habría que modificar el archivo CAD, que es un proceso unidireccional e ineficiente.

En tercer lugar, STL no puede guardar la topología de malla. Por ejemplo, si utiliza el formato ASCII para reducir la tosquedad de un objeto 3D (es decir, aumentando la cantidad de triángulos), el archivo resultante podría ser prohibitivamente grande para que lo manejen la mayoría de las impresoras 3D. Básicamente, se encuentra en un cuello de botella al tener que comprometerse entre el refinamiento ideal y los límites prácticos de STL.

Finalmente, STL no incluye los metadatos del archivo CAD original, incluida la propiedad intelectual y la información sobre el diseñador original del objeto 3D.

Formatos de archivo alternativos a STL

Existen numerosos formatos de archivo alternativos a STL, incluidos OBJ, VRML, FBX y otros. Pero podría decirse que el movimiento líder para suplantar a STL está siendo encabezado por el Consorcio 3MF.

El Consorcio 3MF está promocionando el formato de archivo 3MF que, a diferencia de STL, puede leer la intención de diseño completa del objeto 3D original. Esto incluye su color, textura y metadatos, que deberían permitir que las impresoras 3D emergentes y de próxima generación lean fácilmente, y con total fidelidad, objetos 3D detallados creados en suites CAD avanzadas como SolidWorks.

Técnicamente, 3MF es muy prometedor. En primer lugar, se duplica en ASCII en XML (en lugar de binario) para permitir detalles de fidelidad total y refinamiento sin aumentar el tamaño del archivo final. En segundo lugar, ha sido diseñado para ser extensible para la tecnología y los conceptos de impresión 3D emergentes.

Sin embargo, 3MF es un factor para el futuro. Hoy en día, STL sigue siendo el caballo de batalla de la preparación de archivos creados en suites CAD para la impresión 3D. Por lo tanto, es imperativo que sus aplicaciones e impresoras 3D se centren en perfeccionar el uso de los estándares actuales y, al mismo tiempo, idealmente, estén atentos al futuro.

Los flujos de trabajo aún aprovechan STL

A pesar de las limitaciones de STL, muchos flujos de trabajo de fabricación aditiva aún aprovechan STL. De hecho, también se debe considerar cómo las limitaciones inherentes de STL también son favorables en algunos aspectos.

Primero, un archivo de objeto 3D básico sin la intención de diseño completa y codificado en binario (es decir, con poca preocupación por la tosquedad) puede no importar en la etapa de creación de prototipos. Más bien, se buscan prototipos para pruebas, verificación e iteración que alimentan el diseño final.

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En segundo lugar, debido a que STL ha estado en uso durante más de 30 años, la industria de fabricación aditiva ha creado un ecosistema considerable de experiencia, así como herramientas de hardware y software para que su uso sea sostenible. Debido a restricciones como el costo, es poco probable que las empresas cambien rápidamente a 3MF; más bien, ese cambio (si va a ocurrir) solo ocurriría a través de un proceso gradual y a largo plazo.

Hoy en día, el enfoque de las aplicaciones de software y hardware de impresión 3D debe ser satisfacer las preocupaciones de los usuarios de hoy en día en la gestión de archivos STL. No solo tendría sentido desde el punto de vista comercial, ya que es un problema actual, sino que también puede aprovechar las soluciones de software maduras disponibles en la actualidad para crear soluciones de fabricación aditiva competitivas y rentables.

Aproveche 3D InterOp en sus aplicaciones e impresoras 3D

Puede ayudar a sus usuarios a reducir el tiempo que dedican a reparar archivos STL. Comience por considerar el kit de desarrollo de software (SDK) 3D InterOp de Spatial, que permitirá a sus usuarios finales exportar archivos CAD a STL con corrección de archivos integrada. Esto les permitirá reducir el tiempo dedicado a reparar archivos y más en el diseño central de objetos 3D y/o el proceso de impresión.

3D InterOp no solo permite exportar archivos de CAD a STL, sino que también puede equipar a sus usuarios finales con aplicaciones que pueden leer otros formatos de CAD, incluidos SolidWorks, Autodesk y otras suites de CAD líderes en la industria.

Finalmente, la empresa matriz de Spatial, Dassault Systèmes, también es miembro fundador del Consorcio 3MF, que posiciona a Spatial como un socio comprometido con el desarrollo actual y futuro de la fabricación aditiva.