Por que alguém precisa de formatos poliédricos?

Após a fase de projeto e análise, os arquivos de projeto assistido por computador (CAD) são geralmente convertidos em formatos de arquivo de poliedros para preparação e fabricação em impressoras 3D. STL (STereoLithography ou Standard Tessellation Language) é o formato de arquivo poliedro mais comum, tendo sido originalmente desenvolvido para traduzir arquivos CAD em um formato legível para impressoras 3D em 1987.

No geral, não há dúvida de que o STL tem seus limites em termos de retenção da intenção do projeto. Na verdade, o STL só pode ler a geometria da superfície de um objeto 3D sem cor, textura ou outros elementos de design. É por esta razão que a Microsoft e outros estão tentando empurrar o 3MF como uma alternativa.

No entanto, a universalidade e o uso duradouro do STL o tornam um formato testado e comprovado, no qual muitas equipes de engenharia, fabricantes e universidades confiam hoje.

O que é STL?

O STL foi introduzido há 30 anos para traduzir objetos 3D projetados em suítes CAD para uso por impressoras 3D de estereolitografia. Desde então, a STL se espalhou por várias gerações de impressoras 3D, incluindo aquelas construídas em diferentes tecnologias, como extrusão e jato.

A vantagem do STL, assim como o IGES, é que ele é amplamente adotado na indústria de manufatura aditiva. Isso permite o compartilhamento de arquivos entre diferentes organizações (e fluxos de trabalho) - como um designer de produto e um parceiro de fabricação - com necessidade mínima de recuperação de arquivos (desde que o software certo seja integrado às ferramentas usadas por cada parte).

STL codifica em um dos dois formatos - binário e ASCII (American Standard Code for Information Interchange). O binário permite que você salve tamanhos de arquivo menores (facilitando o carregamento em uma impressora 3D), mas o ASCII é procurado porque é mais fácil de ler e permite o refinamento.

No entanto, STL tem seus limites.

Primeiro, o STL codificará apenas - via tesselação - a geometria da superfície do objeto 3D, ou seja, omitirá as cores, texturas e outros elementos de design do design original.

Em segundo lugar, as modificações feitas no STL - como modificar as estruturas de suporte ou outras edições para impressão - não retornam automaticamente ao arquivo original feito em CAD. Para manter a consistência, seria necessário primeiro modificar o arquivo CAD, o que é um processo unidirecional e ineficiente.

Terceiro, o STL não pode salvar a topologia de malha. Por exemplo, se você usar o formato ASCII para reduzir a grosseria de um objeto 3D (ou seja, aumentando o número de triângulos), o arquivo resultante pode ser proibitivamente grande para a maioria das impressoras 3D. Você está basicamente preso em ter que fazer um compromisso entre o refinamento ideal e os limites práticos do STL.

Por fim, o STL não inclui os metadados do arquivo CAD original, incluindo propriedade intelectual e informações sobre o designer original do objeto 3D.

Formatos de arquivo alternativos para STL

Existem vários formatos de arquivo alternativos ao STL, incluindo OBJ, VRML, FBX e outros. Mas, sem dúvida, o principal movimento para suplantar o STL está sendo liderado pelo Consórcio 3MF.

O 3MF Consortium está promovendo o formato de arquivo 3MF, que - ao contrário do STL - pode ler a intenção de design completa do objeto 3D original. Isso inclui sua cor, textura e metadados, que devem permitir que impressoras 3D emergentes e de próxima geração leiam facilmente - e com total fidelidade - objetos 3D detalhados feitos em suítes CAD avançadas, como o SolidWorks.

Tecnicamente, 3MF é muito promissor. Primeiro, ele duplica o ASCII em XML (em vez de binário) para permitir detalhes de fidelidade total e refinamento sem aumentar o tamanho do arquivo final. Em segundo lugar, ele foi projetado para ser extensível para tecnologias e conceitos emergentes de impressão 3D.

No entanto, 3MF é um fator para o futuro. Hoje, o STL ainda é o carro-chefe da preparação de arquivos feitos em suítes CAD para impressão 3D. Assim, é imperativo que seus aplicativos e impressoras 3D se concentrem em aperfeiçoar o uso dos padrões de hoje e, idealmente, manter um olho no futuro.

Os fluxos de trabalho ainda aproveitam o STL

Apesar das limitações do STL, muitos fluxos de trabalho de manufatura aditiva ainda utilizam o STL. De fato, deve-se considerar também como as limitações inerentes ao STL também são favoráveis ​​em alguns aspectos.

Primeiro, um arquivo de objeto 3D básico sem a intenção de projeto completa e codificado em binário (ou seja, com pouca preocupação com grosseria) pode não importar no estágio de prototipagem. Em vez disso, os protótipos são procurados para teste, verificação e iteração que alimentam o design final.

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Em segundo lugar, como o STL está em uso há mais de 30 anos, a indústria de manufatura aditiva construiu um ecossistema considerável de conhecimento, bem como ferramentas de hardware e software para tornar seu uso sustentável. Devido a restrições como custo, é improvável que as empresas mudem rapidamente para 3MF; em vez disso, essa mudança (se ocorrer) ocorreria apenas por meio de um processo gradual e de longo prazo.

Hoje, o foco dos aplicativos e hardware de software de impressão 3D deve ser atender às preocupações dos usuários atuais no gerenciamento de arquivos STL. Não apenas faria sentido para os negócios, pois é um problema atual, mas você pode aproveitar as soluções de software maduras disponíveis hoje para criar soluções competitivas de manufatura aditiva com custo reduzido.

Aproveite o 3D InterOp em seus aplicativos e impressoras 3D

Você pode ajudar seus usuários a reduzir o tempo gasto com a recuperação de arquivos STL. Comece considerando o kit de desenvolvimento de software 3D InterOp (SDK) da Spatial, que permitirá que seus usuários finais exportem arquivos CAD para STL com recuperação de arquivos integrada. Isso permitirá que eles reduzam o tempo gasto na correção de arquivos e muito mais no projeto principal de objetos 3D e/ou no processo de impressão.

O 3D InterOp não apenas permite a exportação de arquivos de CAD para STL, mas você também pode equipar seus usuários finais com aplicativos capazes de ler outros formatos de CAD, incluindo SolidWorks, Autodesk e outros conjuntos de CAD líderes do setor.

Finalmente, a empresa-mãe da Spatial - Dassault Systèmes - também é membro fundador do Consórcio 3MF, que posiciona a Spatial como um parceiro que está envolvido no desenvolvimento atual e futuro da manufatura aditiva.