Aproveitando ao máximo seus arquivos STL

Desde sua introdução em 1987, os arquivos STL (Estereolitografia) permaneceram o formato padrão para impressão no campo da manufatura aditiva. Neste tutorial, examinaremos de perto este formato de arquivo e compartilharemos algumas maneiras de fazer um uso mais eficaz de seus recursos como parte de seus próprios projetos de manufatura aditiva.

Como funcionam

Os arquivos STL estão disponíveis nos formatos ASCII e binário, embora, na prática, as representações binárias sejam mais comumente usadas na manufatura aditiva para minimizar o tamanho dos arquivos. Arquivos formatados em ASCII são normalmente reservados para testar novas interfaces CAD.

Os modelos gerados como arquivos STL são compostos de triângulos vinculados que formam uma representação precisa da superfície de um objeto sólido. Cada triângulo é representado em um eixo X, Y e Z, representando seus cantos e perpendiculares, e uma normal (ou seja, um vetor apontando para fora), que determina o interior da malha.

Por que arquivos STL?

Grande parte da popularidade do formato STL pode ser atribuída à sua simplicidade e facilidade de uso. Os arquivos STL são uma maneira simples e prática de comunicar informações de projeto a uma plataforma de impressão 3D que a maioria dos programas CAD é capaz de gerar. Depois que um projeto é finalizado no programa CAD original, ele é exportado como um arquivo STL, que pode então ser convertido em informações imprimíveis por meio do uso de um programa de segmentação. Isso torna o arquivo uma ferramenta versátil compatível com todas as impressoras 3D atualmente em uso.

No entanto, o formato STL tem limitações consideráveis ​​que devem ser consideradas. Com a evolução da tecnologia de manufatura aditiva, as plataformas de impressão têm sido capazes de trabalhar com uma gama cada vez mais ampla de materiais e também incorporar processos adicionais, como injeções de cores. Embora os arquivos CAD modernos possam transmitir uma ampla gama de informações (incluindo propriedades das peças, tipos de materiais e cores necessárias), os arquivos STL ainda são limitados a representar a geometria de um objeto impresso e, portanto, quaisquer elementos de design adicionais como este precisarão ser considerados separadamente. Certos pacotes de software (VisCAM e SolidView, por exemplo) tentaram remediar essa solução incluindo ferramentas para representar cores em arquivos STL binários, embora isso requeira um investimento adicional e não sejam compatíveis com todos os leitores de arquivo STL.

Além disso, os arquivos STL são bastante difíceis de editar em comparação com os arquivos CAD, o que torna essencial que todos os dados tenham sido devidamente verificados e otimizados antes de serem preparados para impressão, como veremos mais adiante neste tutorial.

Configurando a resolução de arquivo certa

O número de triângulos usados ​​no modelo (ou seja, a resolução) determina o nível de detalhe e - por sua vez - o tamanho do arquivo. Uma resolução muito baixa e os triângulos ainda ficarão visíveis após a impressão; muito alta e o arquivo provavelmente conterá detalhes que não podem ser impressos de fato. A distância entre a superfície do projeto original e a superfície do arquivo STL exportado é referida como a 'altura da corda'. Quanto menor for a altura da corda, mais suave será o resultado, portanto, uma altura da corda de 0,001 mm é recomendada como uma boa linha de base.

Se necessário, também é possível aumentar a resolução do arquivo ajustando a tolerância do ângulo - o limite do tamanho do ângulo entre as normais de arquivos adjacentes. Normalmente, é definido em 15 °, mas reduzi-lo aumentará a resolução do arquivo STL de saída.

Conversões de arquivo bem-sucedidas

Se um modelo foi projetado em um formato diferente, ele precisará ser convertido para o formato STL para ser impresso. Lembre-se de que os arquivos STL são relativamente simples em comparação com muitos projetos baseados em CAD, portanto, informações mais complexas (limites de superfície, por exemplo) podem não ser convertidas durante o processo de conversão do arquivo. Isso pode ser superado aumentando o número de triângulos utilizados, mas isso aumentará o tamanho do arquivo, portanto, será necessário encontrar um equilíbrio. Alternativamente, certos programas CAM podem extrapolar os dados perdidos como parte do processo de impressão. Na RP Platform, desenvolvemos um processo de conversão de arquivos que suporta vários níveis de mosaico e ajuda a manter a qualidade e consistência dos dados durante o processo de conversão.

Verificando seus arquivos antes de imprimir

A parte mais importante da preparação de qualquer arquivo para impressão é verificar se há erros de dados no arquivo antes de enviá-lo para impressão, pois as opções de edição de arquivos STL após a saída são extremamente limitadas. Isso deve incluir:

• Qual nível de detalhe é necessário para a peça acabada? O nível exato de precisão STL necessário para atingir o resultado desejado irá variar dependendo do tipo de material usado. Uma boa regra é apontar para uma ordem de magnitude menor do que a precisão máxima possível.
• Não é possível imprimir arquivos CAD de modelo de superfície. Certifique-se de que seu arquivo seja um modelo sólido.
• Qual espessura de recurso será necessária? Em geral, uma espessura mínima de 0,020 será necessária para resultados claros.
• O arquivo é um sólido impermeável, sem buracos, lacunas e sobreposições?
• O arquivo está livre de bordas não múltiplas ou compartilhadas (ou seja, bordas em contato com mais de uma superfície)?
• Todas as normais de superfície estão apontando para longe do modelo?
• Há alguma peça móvel? Nesse caso, a distância entre eles deve ser de pelo menos 0,5 mm para evitar a aderência.
• O modelo caberá realmente em sua plataforma de impressão 3D? Verifique a caixa delimitadora antes de enviar um arquivo para impressão. Se for necessário reduzir o modelo, certifique-se de que a espessura da parede ainda atenda aos requisitos mínimos e que todos os braços de suporte de peso ainda sejam capazes de suportar a carga necessária.

É aconselhável utilizar um software especializado (como RP Platform) para verificar e reparar arquivos STL como uma 'última linha de defesa' antes de imprimir, pois mesmo as menores falhas podem levar a erros de impressão. Embora muitas plataformas incorporem ferramentas para verificações e reparos manuais, um processo de reparo automatizado de arquivos pode eliminar quaisquer chances restantes de erro humano e, assim, ajudá-lo a evitar erros caros. Desde que o arquivo tenha sido devidamente verificado com antecedência, quaisquer reparos necessários podem ocorrer automaticamente, sem efeito visível no projeto final.

Conheça seus materiais

Finalmente, embora os arquivos STL não contenham nenhuma informação sobre o material no qual o modelo será impresso, vale a pena levar isso em consideração no início de seu design e considerar se as especificações do material afetarão a qualidade de sua impressão. Por exemplo, o nível de detalhe alcançável com o material escolhido afetará sua escolha de resolução de arquivo?

Conheça o seu software
O processo de exportação de arquivos STL varia entre as diferentes plataformas CAD, portanto, esteja ciente das diferenças entre as plataformas se for utilizar várias plataformas diferentes.