رفتن به نوشته‌ها

STL در مقابل 3MF: کدام قالب را برای مدل سه بعدی خود انتخاب کنید؟


در حالی که همه فن‌آوری‌های تولید افزودنی متفاوت عمل می‌کنند و هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند، فرآیند چاپ همیشه به یک شکل شروع می‌شود: طراحی به کمک رایانه. این مرحله شامل مدل سازی یک قطعه در دو یا سه بعدی است، بنابراین در اینجا شکل هندسی قطعه مشخص می شود. پس از تکمیل مدل سه بعدی، لازم است آن را به فایلی صادر کنید که توسط a قابل خواندن باشد برش دهنده، نرم افزاری که به عنوان واسطه با چاپگر سه بعدی عمل می کند. و در آن زمان چندین انتخاب به کاربر ارائه می شود. بین OBJ، STL، PLY، 3MF و بسیاری دیگر، گاهی اوقات انتخاب بین فرمت های مختلف ارائه شده دشوار است. برای کسب اطلاعات بیشتر و دانستن مزایا و معایب فایل‌های خاص، نگاهی عمیق به فایل‌های STL و 3MF انداختیم، که احتمالاً محبوب‌ترین فایل‌ها در میان علاقه‌مندان به تولید افزودنی هستند.

فرمت STL که در سال 1987 توسط 3D Systems، اولین شرکت متخصص در چاپ سه بعدی راه اندازی شد، امروزه گسترده ترین فرمت در بازار است. مخفف stereolithography (یا زبان مثلث استاندارد)، در اکثر پلتفرم‌هایی که مدل‌های سه بعدی ارائه می‌کنند، مانند Thingiverse، MyMiniFactory یا Cults وجود دارد. بسیار جدیدتر، فرمت 3MF توسط کنسرسیومی به رهبری مایکروسافت توسعه داده شد. این قالب که در سال 2015 منتشر شد، امروز را با برخی از ویژگی های خود فریب می دهد. مدل‌های 3MF که فرمت ساخت سه بعدی نیز نامیده می‌شود، قابل درک هستند و برای محدود کردن خطاها در طول فرآیند چاپ طراحی شده‌اند.

در حال حاضر، فرمت STL محبوب ترین است (اعتبار عکس: 3Dnatives)

ویژگی های فایل های STL

از زمان ایجاد آن در سال 1987، STL به ویژه به دلیل قدمت آن، محبوب ترین فرمت برای کاربران پرینت سه بعدی بوده است. فایل های STL که با همه اسلایسرها و همچنین با همه نرم افزارهای CAD سازگار است، امروزه عمدتاً در صنعت نمونه سازی سریع استفاده می شود. همانطور که مخفف Standard Triangle Language نشان می دهد، فرمت هر الگو را با استفاده از مثلث ها “تکرار” می کند. به عبارت دیگر، فرمت STL یک مدل سه بعدی را با نزدیک شدن هرچه بیشتر به اشکال آن با استفاده از هزاران مثلث بازسازی می کند. به طور مشخص تر، یک سطح صاف متشکل از 4 ضلع لزوماً به 2 مثلث تقسیم می شود. بنابراین، اگر یک مکعب را مثال بزنیم، به دوازده مثلث تقسیم می شود، زیرا دارای 6 وجه است.

تعداد مثلث ها همچنین به تعیین درجه دقت چاپ کمک می کند. به عنوان مثال، مدل سازی یک چهره به مثلث های زیادی نیاز دارد. تمام این مثلث ها برای نزدیک شدن هر چه بیشتر به شکل تعریف شده توسط مدل سه بعدی در نظر گرفته شده است. با این حال، آنها حاوی هیچ اطلاعاتی در مورد فرآیند تولید، مواد، بافت یا رنگ نیستند. و دقیقاً در اینجاست که یکی از محدودیت های اصلی قالب STL نهفته است.

هرچه فرمت STL دقیق تر باشد، مثلث های بیشتری دارد.

با وجود حجم بسیار زیاد، فایل های STL فقط حاوی اطلاعاتی برای تعیین هندسه یک قطعه هستند. با گذر از یک اسلایسر، کاربر می تواند پارامترهای مختلف چاپ (برش) را به فایل مدل/STL اضافه کند. پس از آن فقط در قالب 3MF قابل ضبط خواهند بود.

یکی دیگر از مشکلات STL ها، فرکانس فایل های آسیب دیده است. هنگامی که یک فایل معیوب است، که به طور منظم به دلیل بروز مشکل در هنگام تبدیل است، کاربر مجبور به تعمیر آن می شود. به همین دلیل است که مانند Netfabb و Meshmixer چندین نرم افزار تعمیر وجود دارد. آنها به شما اجازه اصلاح می دهند نقص در فایل های سه بعدی اما استفاده از چنین نرم افزاری یک مرحله اضافی به فرآیند چاپ اضافه می کند. در نهایت، فرمت STL توسط انسان قابل خواندن نیست، تنها نرم افزارهای سازگار قادر به درک آن و در نتیجه تفسیر آن هستند.

ویژگی های فایل های 3MF

بسیار جدیدتر از فرمت STL، 3MF نتیجه کنسرسیومی است که توسط مایکروسافت راه اندازی شده است که Dassault، Autodesk، Stratasys و Ultimaker و سایرین را گرد هم می آورد. در راه اندازی آن، آدریان لانین، مدیر اجرایی کنسرسیوم 3MF، اهداف پروژه را فاش کرد:3MF به کاربران این فناوری اجازه می دهد تا بهره وری را بهینه کنند و قفل عملکرد چاپ سه بعدی را باز کنند.فرمت 3MF که برای ارائه راه حلی مناسب برای ذخیره فایل های سه بعدی به حرفه ای ها طراحی شده است، با وزن سبک و حجم زیادی از اطلاعاتی که در آن قرار دارد، متمایز می شود.

فایل 3MF، بر خلاف STL، فقط یک مش نیست. این یک فایل آرشیو (شبیه به .zip) است که شامل مدل سه بعدی (به شکل مش) و اطلاعات مربوط به ساخت مدل، مانند روش های ساخت، مواد یا حتی مجموعه ها می باشد. مایکروسافت در این زمینه توضیح می دهد: 3MF یک فرمت فایل است که مخصوصا برای پرینت سه بعدی و ویندوز اقتباس شده است. 3MF شامل رنگ‌ها، بافت‌ها، مقیاس حاوی گزینه‌های چاپ توصیه‌شده، و بسیاری پیشرفت‌های دیگر است. علاوه بر این، یک فایل 3MF در XML کدگذاری شده است که آن را برای یک انسان و نه تنها توسط یک ماشین قابل درک می کند. بنابراین، اگر پسوند .3MF با پسوند .ZIP جایگزین شود، می توان هر فایل بایگانی را برای کشف ویژگی های آن باز کرد. Eعلاوه بر باز بودن (خوانایی آسان)، همچنین هوشمندتر است زیرا درک بهتری از خطاهای مش ارائه می دهد. بنابراین امکان جلوگیری از مشکلات مربوط به انواع هندسی (منیفولد) را فراهم می کند که از تقاطع های خود، مدل های “غیر منیفولد” و سوراخ های مش جلوگیری می کند.

فرمت های 3MF بسیار سبک تر از فرمت های STL هستند. (اعتبار عکس: وبلاگ پروسا)

در حال حاضر، محدودیت اصلی فرمت 3MF ویژگی های آن نیست، بلکه عدم محبوبیت آن است. با وجود محدودیت‌های مختلف مربوط به ویژگی‌های آن، STL امروزه بسیار دموکراتیک‌تر از 3MF است. ما به ویژه در سایت های اشتراک گذاری مختلف، مانند Thingiverse، Cults یا Printables متوجه این پدیده می شویم. و معایب دیگر پابرجاست. به عنوان مثال، عدم ادغام در برش دهنده های خاص و نرم افزار CAD وجود دارد که در حال حاضر با این فرمت ناسازگار هستند. ما همچنین متوجه عدم سازگاری بین اسلایسرها شدیم، برخی از پارامترهای پیکربندی شده در یک اسلایسر لزوماً هنگام باز کردن همان پروژه به اسلایسر دیگری منتقل نمی شوند. با این حال، می توان امیدوار بود که در آینده در صورت محبوبیت 3MF، برای رفع این مشکلات تلاش شود. به خصوص که این یک فایل آرشیو با کد XML است و بنابراین می توان آن را بهبود بخشید. بنابراین می‌توانیم سازگاری را تصور کنیم که اشتراک‌گذاری فایل‌هایی را که می‌توانند به‌درستی توسط برش‌کننده‌های مختلف تفسیر شوند، آسان‌تر می‌کند.

مزایای عینی فرمت 3MF

تصور کنید که صاحب یک چاپگر سه بعدی هستید و می خواهید یک مدل پیچیده را چاپ کنید. اگر به کمک خارجی نیاز دارید، مثلاً از یک سرویس چاپ، آنها می توانند مدل را در نرم افزار برش با تمام پارامترهای مناسب پیکربندی کنند و سپس این پیکربندی را در قالب 3MF صادر کنند. بنابراین، در یک فایل، مدل خود، و همچنین نمایه‌های چاپ، اصلاح‌کننده‌های احتمالی و سایر پارامترها را خواهید یافت. در همین حالت، با استفاده از فرمت STL، سازنده مجبور بود علاوه بر مش، نمایه‌های چاپی را صادر کند، اما حتی اگر این پروفایل‌ها را به اشتراک بگذاریم، اطلاعاتی مانند اصلاح‌کننده‌ها از دست خواهند رفت.

حالا تصور کنید که شما یک طراح هستید که مایل است مدل های سه بعدی خود را در اینترنت به اشتراک بگذارد، مثلاً در Thingiverse، Printables یا Cults. با استفاده از فرمت 3MF، می توانید اطلاعات مربوط به مواد یا اصلاح کننده ها را جاسازی کنید که فرآیند چاپ سه بعدی را ساده می کند. فرمت 3MF همچنین به شما امکان می دهد مجوز و حق چاپ مرتبط را تعریف کنید. همچنین می توانید نام و توضیحات خود را به فایل اضافه کنید. بنابراین، از آنجایی که تمام این اطلاعات در فایل ذخیره می شود و نه فقط در صفحه دانلود سایت، اگر مدل شما خارج ازدر سایتی که در ابتدا آن را به اشتراک گذاشته اید، تمام این اطلاعات حفظ خواهد شد.

3MF، فرمت آینده؟

همانطور که متوجه شده اید، در آینده، این یک شرط مطمئن است که فرمت 3MF به استاندارد تبدیل شود. اغوا شده از خواص آن، چندین متخصص فناوری قبلاً آن را پذیرفته اند. چارلی لو روی، یکی از بنیانگذاران Polyfab، یک شرکت فروش مجدد راه حل های سه بعدی و ارائه آموزش، دلایل این انتخاب را توضیح می دهد: تفاوت اصلی به نظر من میزان اطلاعات ذخیره شده است. یک STL فقط شامل مدل سه بعدی است، همتای آن 3MF شامل مدل است، بلکه جهت گیری، پشتیبانی، پارامترهای چاپ آن را نیز در بر می گیرد… بنابراین 3MF برای نیازهای تکرارهای متعدد بسیار کاربردی تر است. نظری که توسط Michael P. Bourque، مدیر تولید دیجیتال در مهندسی بوستون به اشتراک گذاشته شده است:من نمی توانم باور کنم که STL رایج ترین فرمت در بین علاقه مندان به چاپ سه بعدی است. STL یک فرمت وحشتناک برای بازتولید هندسه مدل است و فقط به این دلیل استفاده می شود که مرحله برش سریع است. […] من 3MF را ترجیح می دهم زیرا مستقل است و می تواند داده های اضافی را برای کاهش مشکلات نگه دارد

با توجه به توانایی آن در محدود کردن خطر خطا و تسهیل به اشتراک گذاری مدل، فرمت 3MF بسیار مناسب تر به نظر می رسد و می تواند در طول زمان دوام بیاورد. به عنوان نشانه، غول آمریکایی 3D Systems، خالق STL در سال 1987، تصمیم گرفت به کنسرسیوم 3MF در سال 2015 راه اندازی شود. چارلی لو روی نتیجه می گیرد: قالبی که برای به اشتراک گذاری پروژه های چاپی از طریق کتابخانه های قالب آماده چاپ استفاده می شود، قطعا 3MF خواهد بود. به طور طبیعی خطر خطا را محدود می کند و در زمان ساخت قطعات صرفه جویی می کند. »

اعتبار عکس: 3Dnatives

نظر شما در مورد فرمت های STL و 3MF چیست؟ نظر خود را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید. همه ویدیوهای ما را در کانال ما بیابید یوتیوب یا ما را دنبال کنید فیس بوک یا توییتر !

مقاله توسط فیلیپ ژیراردیه و الیوت سالدوکایت نوشته شده است

* اعتبار عکس روی جلد: 3Dnatives





منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی