Formatos de archivo de impresión 3D comparados:OBJ, STL, AMF y 3MF

Todos los archivos, ya sean de texto, música, imágenes o modelos 3D, están formados por millones de bits. Los datos que transportan estos bits, así como la forma en que se codifican, determinan la naturaleza y el formato del archivo. Según el formato de archivo de un archivo CAD, el archivo puede contener datos de geometría, material, textura, tamaño o color de un modelo.

Formatos de archivo e impresión 3D

Las impresoras 3D construyen piezas capa por capa. Una vez que se ha creado y guardado un modelo en un formato de archivo de impresión 3D, el modelo debe enviarse a un software para ser cortado, un proceso en el que un modelo sólido se divide en numerosas capas horizontales delgadas. Luego, el software de corte escanea las capas y usa la información para generar el código G, un conjunto de instrucciones sobre cómo debe moverse la impresora 3D para producir el objeto requerido. Después de esto, el archivo G-Code se envía a la impresora. Algunas impresoras vienen con su propio software de corte para que pueda enviar el modelo directamente en el formato de archivo de impresión 3D.

La información contenida en el archivo CAD es muy importante para una impresión exitosa. Recuerde que el formato de archivo determina la información que lleva el archivo. Es con esta información que se genera el código máquina necesario. Por lo tanto, el formato del archivo es muy importante. Hay tipos específicos de información, como geometría, textura, color y material, que se necesitan para permitir el proceso. En los formatos de archivo CAD 3D normales, estos datos no siempre están contenidos o codificados para la impresión 3D, por lo tanto, la necesidad de formatos de archivo que sean exclusivamente para impresión 3D . Estos formatos de archivo se conocen como formatos de archivo de impresión 3D.

Además, el software de corte no funciona con formatos de archivo 3D normales como STEP, IPT y SLDPRT. Estos deben convertirse primero a un formato de archivo de impresión 3D.

Hay varios formatos de archivo de impresión 3D en uso hoy en día. Sin embargo, los más omnipresentes son STL, OBJ, AMF y 3MF. Entonces, ¿cuál es exactamente la razón de su ubicuidad? Cuáles son estos formatos de archivo, qué los hace destacar y en qué se diferencian entre sí y otros formatos de archivo de impresión 3D son los siguientes.

STL

El formato de archivo STL (Standard Tessellation Language) es el formato de archivo de impresión 3D pionero. Fue inventado en 1987 por Chuck Hull, el inventor de la impresión 3D. Tres décadas después, el formato de archivo STL sigue siendo el más utilizado y se considera el formato de archivo estándar en la impresión 3D. Esto se debe a que, al haber existido durante tanto tiempo, STL es compatible con la mayoría del software CAD 3D y otro software y hardware en la impresión 3D.

Una característica clave de STL es que ahorra geometría usando teselaciones. La teselación es el proceso de cubrir (mosaico) una superficie con una serie de formas geométricas de tal manera que no haya espacios ni superposiciones. En un archivo STL, la geometría de un modelo 3D está codificada por numerosos triángulos que cubren las superficies del modelo.

Para superficies curvas, se requiere una gran cantidad de triángulos arbitrariamente pequeños para cubrir las superficies. Sin embargo, cuanto mayor sea el número de triángulos empleados en un modelo, mayor será el tamaño del archivo.

Otra característica distintiva del formato de archivo de impresión 3D STL es que solo almacena datos de geometría. Se omiten otros datos relacionados con un modelo, como el color, la textura y el material. Esto no fue un problema cuando las impresoras solo podían imprimir en un color y un material a la vez. Todavía puede no ser un problema si necesita un prototipo simple. Sin embargo, con los avances en la impresión 3D, como la impresión de varios colores y materiales, y con el uso de la impresión 3D para producir objetos completamente funcionales y listos para usar, es posible que el formato de archivo STL esté desapareciendo

Ventajas

• Compatible con prácticamente todos los hardware y software del mundo de la impresión 3D
• El formato de archivo más utilizado y compartido para la impresión 3D. Millones de modelos STL están disponibles para su fácil descarga en línea

Contras

• Solo puede almacenar datos de geometría. Se omiten los datos de color, textura y material
• El nivel de detalle es limitado. Por ejemplo, las superficies curvas se aproximan
• Cuanto mayor sea la precisión del archivo, mayor será
• Puede haber huecos y triángulos superpuestos en el teselado ya que el formato de archivo es propenso a errores. Tenga en cuenta que las imperfecciones se pueden detectar y corregir con las herramientas de reparación de STL. Esto, sin embargo, lleva mucho tiempo
• La escala y las unidades no están especificadas

OBJ

Desarrollado por WaveFront Technologies, el formato de archivo OBJ se usó originalmente en el diseño de gráficos como un formato de archivo de intercambio neutral. Con el desarrollo de la impresión multicolor y de varios materiales, el formato de archivo fue adoptado posteriormente por la industria de la impresión 3D.

En términos de popularidad, OBJ solo es superado por STL. Sin embargo, a diferencia de STL, que solo almacena datos de geometría, OBJ puede almacenar datos de geometría, color, textura y material. Los datos de color se almacenan en una MTL (Plantilla de material) complementaria separada. Un archivo OBJ debe compartirse con su archivo MTL correspondiente para que sea posible la impresión en color.

Otra característica clave del formato de archivo de impresión 3D OBJ es que le permite elegir la forma en que se codifica la geometría de su modelo. Puede crear mosaicos usando varias formas, como polígonos y cuadriláteros, y no solo triángulos. También puede utilizar métodos más avanzados y precisos, como superficies y curvas de forma libre. Estos permiten que los archivos OBJ almacenen modelos con una precisión mucho mayor.

Ventajas

• Almacena los datos con precisión
• Almacena datos de geometría, color, textura y material

Desventajas

• No es tan popular como STL, por lo que tiene una compatibilidad limitada
• Contiene una gran cantidad de datos complejos. Esto hace que compartir o editar consuma mucho tiempo
• Los datos de color y textura se almacenan en un archivo separado

AMF

El formato de archivo de impresión 3D AMF (Archivo de fabricación aditiva) se considera una versión actualizada de STL. Fue desarrollado exclusivamente para la fabricación aditiva por la ASTM (American Society for Testing Materials) en 2013 para abordar las limitaciones de los archivos STL.

Al igual que STL, AMF almacena datos geométricos mediante teselado triangular. Sin embargo, los triángulos en AMF pueden curvarse, lo que da como resultado una representación precisa de los datos. Esto también da como resultado tamaños de archivo mucho más pequeños, ya que se requiere una cantidad menor de triángulos para representar superficies curvas con precisión.

Además, los archivos AMF pueden almacenar datos de color, textura, material, duplicados, orientación y celosía, así como metadatos. Esto los hace mucho más superiores técnicamente que sus contrapartes STL.

Ventajas

• Puede almacenar todos los datos y metadatos posibles sobre un modelo
• La escala se puede especificar en varias unidades
• Posibilidad de error muy baja
• Tamaño de archivo pequeño

Desventajas

• Tiene soporte limitado
• La adopción ha sido lenta

3MF

Después de analizar las deficiencias y la lenta adopción del formato de archivo AMF, algunos de los nombres más importantes en la impresión 3D, incluidos Autodesk, 3D Systems, Stratasys, HP, Microsoft, se unieron para formar un organismo conocido como el consorcio 3MF. Este organismo desarrolló el formato de archivo de impresión 3D 3MF, que es muy similar pero mucho más ampliamente aceptado que AMF.

La influencia en la industria y la amplia base de clientes del consorcio 3MF, así como la funcionalidad del formato de archivo de impresión 3D de 3MF, son responsables de su amplia aceptación.

3MF tiene todas las propiedades técnicas de AMF. Usó teselaciones triangulares curvas para codificar la geometría. También puede almacenar datos de color, textura, material y orientación, y es muy preciso.

Los datos se almacenan en el formato XML legible por humanos (a diferencia del binario) para facilitar el desarrollo y la modificación.

La mayoría de los archivos 3MF están libres de errores y se consideran listos para imprimir, algo que se agradece mucho en la impresión 3D.

Ventajas

• Relativamente popular y compatible con docenas de empresas
• Almacena datos geométricos con precisión
• Puede almacenar todos los datos relacionados con un modelo
• Almacena todos los datos, metadatos y propiedades en un único archivo

Estafa

• Puede convertirse en propietario

Conclusión

En conclusión, recomendamos los formatos STL para geometría simple y prototipos de un solo color. Si tiene la intención de imprimir piezas simples en color, entonces el OBJ es una mejor opción. Sin embargo, el hecho de que los datos de textura y color se almacenen en un archivo separado hace que compartir archivos OBJ sea estresante. Los formatos de archivo de impresión 3D 3MF y AMF son técnicamente los más superiores del lote, ya que ambos almacenan toda la información en un modelo. Son ideales para objetos complejos de varias partes, multicolores y de varios materiales. También se destacan por su facilidad para compartir archivos, ya que todos los datos y metadatos se almacenan en archivos compactos y comprimidos. Si tiene el software de soporte necesario compatible, siéntase libre de elegir AMF. De lo contrario, 3MF es la opción más segura, ya que es más popular y es más probable que sea compatible con el software compatible.

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