Aprovechar al máximo sus archivos STL

Desde su introducción en 1987, los archivos STL (estereolitografía) han seguido siendo el formato predeterminado para la impresión en el campo de la fabricación aditiva. En este tutorial, analizaremos de cerca este formato de archivo y compartiremos algunas formas de hacer un uso más efectivo de sus capacidades como parte de sus propios proyectos de fabricación aditiva.

Cómo funcionan

Los archivos STL están disponibles en formatos ASCII y binarios, aunque en la práctica, las representaciones binarias se utilizan más comúnmente en la fabricación aditiva para minimizar el tamaño de los archivos. Los archivos con formato ASCII generalmente se reservan para probar nuevas interfaces CAD.

Los modelos generados como archivos STL se componen de triángulos vinculados que forman una representación precisa de la superficie de un objeto sólido. Cada triángulo está representado en un eje X, Y y Z, que representan sus esquinas y perpendiculares, y una normal (es decir, un vector que apunta hacia afuera), que determina el interior de la malla.

¿Por qué archivos STL?

Gran parte de la popularidad del formato STL se puede atribuir a su simplicidad y facilidad de uso. Los archivos STL son una forma sencilla y práctica de comunicar información de diseño a una plataforma de impresión 3D que la mayoría de los programas CAD pueden generar. Una vez que se ha finalizado un diseño en el programa CAD original, se exporta como un archivo STL, que luego se puede convertir en información imprimible mediante el uso de un programa de corte. Esto hace que el archivo sea una herramienta versátil que es compatible con todas las impresoras 3D actualmente en uso.

Sin embargo, el formato STL tiene limitaciones considerables que deben tenerse en cuenta. A medida que la tecnología de fabricación aditiva ha evolucionado, las plataformas de impresión han podido trabajar con una gama cada vez más amplia de materiales y también han incorporado procesos adicionales, como las inyecciones de color. Si bien los archivos CAD modernos pueden transmitir una amplia gama de información (incluidas las propiedades de las piezas, los tipos de materiales y los colores requeridos), los archivos STL aún están limitados a representar la geometría de un objeto impreso, por lo que cualquier elemento de diseño adicional como este deberá tenerse en cuenta por separado. Ciertos paquetes de software (VisCAM y SolidView, por ejemplo) han intentado remediar esta solución al incluir herramientas para representar el color en archivos STL binarios, aunque requerirán una inversión adicional y no son compatibles con todos los lectores de archivos STL.

Además, los archivos STL son bastante difíciles de editar en comparación con los archivos CAD, lo que hace que sea esencial que todos los datos se hayan verificado y optimizado correctamente antes de prepararlos para la impresión, como veremos más adelante en este tutorial.

Configuración de la resolución de archivo correcta

El número de triángulos utilizados en el modelo (es decir, la resolución) determina el nivel de detalle y, a su vez, el tamaño del archivo. Una resolución demasiado baja y los triángulos seguirán siendo visibles después de la impresión; si es demasiado alta, es probable que el archivo contenga detalles que en realidad no se pueden imprimir. La distancia entre la superficie del diseño original y la superficie del archivo STL exportado se denomina "altura de cuerda". Cuanto menor sea la altura de la cuerda, más suave será el resultado, por lo que se recomienda una altura de cuerda de 0,001 mm como una buena línea de base.

Si es necesario, también es posible aumentar la resolución del archivo ajustando la tolerancia del ángulo, el límite en el tamaño del ángulo entre las normales de los archivos adyacentes. Por lo general, se establece en 15 °, pero reducirlo aumentará la resolución del archivo STL generado.

Conversiones de archivos satisfactorias

Si un modelo se ha diseñado en un formato diferente, será necesario convertirlo a formato STL para que se pueda imprimir. Tenga en cuenta que los archivos STL son relativamente simples en comparación con muchos diseños basados ​​en CAD, por lo que es posible que la información más compleja (límites de superficie, por ejemplo) no se traduzca durante el proceso de conversión del archivo. Esto puede superarse aumentando el número de triángulos utilizados, pero al hacerlo aumentará el tamaño del archivo, por lo que será necesario lograr un equilibrio. Alternativamente, ciertos programas CAM pueden extrapolar los datos perdidos como parte del proceso de impresión. En RP Platform, hemos desarrollado un proceso de conversión de archivos que admite diferentes niveles de teselación y ayuda a mantener la calidad y consistencia de los datos durante el proceso de conversión.

Comprobación de sus archivos antes de imprimir

La parte más importante de la preparación de cualquier archivo para imprimir es comprobar si hay errores de datos en el archivo antes de imprimirlos, ya que las opciones para editar archivos STL después de la salida son extremadamente limitadas. Esto debe incluir:

• ¿Qué nivel de detalle se requiere para la pieza terminada? El nivel exacto de precisión de STL requerido para lograr el resultado deseado variará según el tipo de material utilizado. Una buena regla general es apuntar a un orden de magnitud menor que la máxima precisión posible.
• No es posible imprimir archivos CAD de modelos de superficie. Asegúrese de que su archivo sea un modelo sólido.
• ¿Qué grosor de característica se requerirá? En general, se requerirá un espesor mínimo de 0.020 para obtener resultados claros.
• ¿Es la lima un sólido hermético, libre de agujeros, huecos y superposiciones?
• ¿El archivo está libre de bordes no múltiples o compartidos (es decir, bordes en contacto con más de una superficie)?
• ¿Todas las normales de superficie apuntan en dirección opuesta al modelo?
• ¿Hay partes móviles? Si es así, el espacio entre ellos debe ser de al menos 0,5 mm para evitar que se peguen.
• ¿Encajará realmente el modelo en su plataforma de impresión 3D? Marque el cuadro delimitador antes de enviar un archivo a imprimir. Si será necesario reducir la escala del modelo, asegúrese de que el grosor de la pared aún cumpla con los requisitos mínimos y que los brazos que soporten el peso aún puedan soportar la carga requerida.

Es recomendable utilizar software especializado (como RP Platform) para comprobar y reparar archivos STL como "última línea de defensa" antes de imprimir, ya que incluso los defectos más pequeños pueden provocar errores de impresión. Si bien muchas plataformas incorporan herramientas para verificaciones y reparaciones manuales, un proceso de reparación de archivos automatizado puede eliminar cualquier posibilidad restante de error humano y, por lo tanto, ayudarlo a evitar errores costosos. Siempre que el archivo se haya verificado correctamente de antemano, las reparaciones necesarias pueden realizarse automáticamente, sin ningún efecto visible en el diseño terminado.

Conozca sus materiales

Finalmente, aunque los archivos STL no contienen ninguna información sobre el material en el que se imprimirá el modelo, vale la pena tener esto en cuenta al principio de su diseño y considerar si las especificaciones del material afectarán la calidad de su impresión. Por ejemplo, ¿afectará el nivel de detalle que se puede lograr con el material elegido a la resolución de archivo que elija?

Conozca su software
El proceso de exportación de archivos STL varía entre diferentes plataformas CAD, así que tenga en cuenta las diferencias entre plataformas si va a utilizar varias.