Dateiformate standardisieren – eine ständige Herausforderung für AM-Dienstleister

Mit Dutzenden verschiedener 3D-Dateiformate, die in der 3D-Druckindustrie verwendet werden, war die Etablierung eines standardisierten, universellen Dateiformats eine Herausforderung.

Das Fehlen eines Standarddateiformats führt zu vielen Problemen. Zum Beispiel waren Sie als 3D-Druckdienstleister wahrscheinlich in einer Situation, in der Sie Kundendateien nicht akzeptieren können, weil Ihre Software oder Hardware dies nicht unterstützt.

Während die Branche langsam daran arbeitet, ein einziges Dateiformat für AM zu etablieren, erforschen wir neue Dateiformat-Alternativen und Tools, um Ihre 3D-Druckdienste noch flexibler zu machen.

STL bleibt der Industriestandard 

Um ein dreidimensionales Objekt zu drucken, benötigt ein 3D-Drucker eine digitale Blaupause des Objekts. Dies ist nur eine Datei, die alle relevanten Daten über das Objekt wie Geometrie, Farbe, Textur und Materialien speichert.

STL-Dateien sind seit langem das am häufigsten verwendete Dateiformat für den 3D-Druck und werden von Unternehmen, die AM-Dienste anbieten, weit verbreitet verwendet. Obwohl sich das Format für viele Anwendungen als effektiv erwiesen hat, muss es jedoch viele der neueren Innovationen in der additiven Fertigung noch einholen.

Das STL-Dateiformat wurde Mitte der 1980er Jahre erfunden, um dies zu ermöglichen CAD-Software zum Übertragen von Dateien zum Drucken von 3D-Objekten. Mit STL wird eine Konstruktion in CAD als STL-Datei exportiert, die ein dreidimensionales Objekt als eine Reihe verbundener Dreiecke (Polygone) beschreibt.

Trotz vieler Fortschritte in der Branche ist die Das STL-Format ist seit über 30 Jahren weitgehend unverändert geblieben. Da sich die 3D-Druckindustrie ständig weiterentwickelt und weiterentwickelt, sind die Grenzen des STL-Formats immer offensichtlicher geworden, insbesondere wenn der 3D-Druck zum Entwerfen komplexer Produktionsteile verwendet wird.

Hier sind nur einige der Herausforderungen bei der Verwendung von STL-Dateien: 

• Die genaue Definition komplexer oder großer geometrischer Formen und Strukturen kann schwierig sein und erfordert das Erstellen von Dateien, die unpraktisch groß werden können (z. B. mehrere Gigabyte). Das Senden dieser Dateien an einen 3D-Drucker dauert lange und kann in einigen Fällen so groß sein, dass ein 3D-Drucker nicht die gesamte Datei akzeptieren kann.

• Das Format gibt keine Informationen zu Farbe, Textur oder Material an.

• Das STL-Format kann keine anderen Daten über das Design hinaus einbetten, einschließlich Informationen zu Urheberrecht und Dateisicherheit.

• Das Ändern der Datei ist schwierig. Das Dateiformat kann nicht zwischen kleineren und größeren Änderungen unterscheiden, sodass jede Änderung bedeutet, dass der gesamte Workflow von vorne beginnen muss, was den Designprozess um Stunden verlängern kann.

Diese Einschränkungen haben zusammen mit der wachsenden Popularität von 3D-Druckdiensten in den letzten 30 Jahren zu mehreren Bemühungen geführt, ein neues Standarddateiformat für AM zu etablieren, mit unterschiedlichem Erfolg.

Moderne STL-Anwärter 

Um die Industrialisierung der Technologie zu beschleunigen, muss die AM-Industrie ein verbessertes 3D-Datenformat entwickeln, das die Originaltreue des CAD beibehalten kann.

Die Standards der American Society for Testing and Materials (ASTM) haben eines der ersten Projekte zur Entwicklung eines neuen Dateiformats für AM initiiert. Sie entwickelten schließlich im Jahr 2011 das AMF 3D-Druckerdateiformat. Es ist ein XML-basiertes Format mit nativer Unterstützung für Geometrie, Maßstab, Farbe, Materialien, Gitter, Duplikate und Ausrichtung.

AMF-Dateiformat führt auch das Konzept der Druckkonstellationen ein, die es ermöglichen, Informationen zu mehreren Objekten zusammen zu positionieren und anzuordnen. Einer der Vorteile, die es bietet, ist beispielsweise eine höhere Verpackungseffizienz.

Zusätzlich können Sie mit dem AMF 3D-Druckerdateiformat den Maßstab des Designs in verschiedenen Einheiten angeben. Das Fehlen dieser Funktion ist für STL-Benutzer eine Quelle großer Frustration.

Das 3MF-Dateiformat

In der Zwischenzeit hat Microsoft 2015 das 3MF-Format entwickelt, das als ultimative Alternative zum STL-Dateiformat entwickelt wurde.

Im Gegensatz zum ASTM, das den Entwicklungsprozess auf wenige ausgewählte Experten beschränkte, Microsoft hat ein Konsortium gegründet, um die Entwicklung und den Fortschritt des 3MF-Formats zu steuern.

Ein Vorteil des neueren 3MF ist die inhärente Fähigkeit des Formats, verschiedene Segmente der Geometrie je nach Zweck zu verstehen und zu behandeln, wie z. B. das Markieren bestimmter Segmente als Gitterfüllungen und andere als Stützstrukturen.

In den letzten zwei Jahren gab es mehrere Updates für 3MF, darunter vier Erweiterungen für Materialien und Eigenschaften, Produktion, Balkengitter und Scheiben. Vor kurzem hat das 3MF-Konsortium die Secure Content-Erweiterung eingeführt, die für die Verschlüsselung sensibler AM-Daten verantwortlich ist.

Darüber hinaus ist 3MF mit mehreren integrierten Funktionen ausgestattet, die in STL nicht verfügbar sind, wie beispielsweise komplexe Formdaten mit geringen Dateigrößen, eine oder mehrere Texturen und mehrere Farbdaten.

Neben AMF und 3MF sind weitere für den 3D-Druck verfügbare Dateiformate STEP, IGES, NURBS, OBJ und VRML. STEP wurde auch als potenzieller Ersatz für STL angesehen, obwohl es aufgrund seiner relativen Komplexität im Vergleich zu anderen Formaten noch nicht weit verbreitet ist.

Ironischerweise werden die neuen Dateiformate innerhalb der AM-Industrie, die so eng mit Innovation verbunden ist.

Da die Industrie zögert, auf effizientere Formate umzusteigen, wird ein standardisiertes Dateiformat für AM wahrscheinlich noch einige Zeit entfernt sein.

Erstellen eines interoperablen Workflows

AM-Dienstleister müssen sich jedoch an das Fehlen eines standardisierten Dateiformats anpassen können.

Wenn ein Kunde bei Ihnen bestellen möchte, muss dies für Sie oberste Priorität haben Lassen Sie sie eine Bestellung in jedem für den 3D-Druck geeigneten Dateiformat aufgeben.

Dieses Maß an Flexibilität zu bieten ist jedoch oft leichter gesagt als getan, wenn man bedenkt, wie viele 3D-Dateiformate Sie unterstützen müssen.

Darüber hinaus sind viele dieser Dateiformate an bestimmte AM-Hardware oder -Software gebunden, was bedeutet, dass Sie möglicherweise mehrere Softwarelizenzen erwerben müssen, um Ihre Dienste bereitzustellen.

Um kostspielige Investitionen in Mehrfachlizenzen zu vermeiden, ist es sinnvoll, ein spezialisiertes System zu integrieren, das mehrere Dateiformate unterstützt und die Dateien der Kunden in die von Ihren Maschinen unterstützten Formate umwandelt.

Workflow-Automatisierungssoftware, die für den 3D-Druck entwickelt wurde, ist wohl die beste Lösung. Eine solche Software kann Ihnen helfen, eine zentralisierte Plattform einzurichten, die es Ihren Kunden ermöglicht, 3D-Druckaufträge über Ihre Website aufzugeben, und Sie – automatisch Preise zu berechnen und eingehende Anfragen zu verwalten.

Erweiterte Workflow-Software kann mehrere . unterstützen Dateiformate – AMFG unterstützt beispielsweise mehr als 40 – so können Sie die Dateiformatkompatibilität erhöhen und somit den Kundenservice verbessern.

Letztendlich besteht nach wie vor ein starkes Argument für die Standardisierung, daher müssen Unternehmen, die AM-Dienste anbieten, bereit sein, die verfügbaren Optionen auszuloten und eine objektive Haltung einzunehmen, welche für ihre Anforderungen und die ihrer Kunden am besten geeignet ist.

Je schneller sich die Branche von STL entfernt, desto näher kommen wir der Vision eines Dateiformats, das den sich entwickelnden Anforderungen der additiven Fertigung wirklich gerecht wird.