Alles, was Sie über STL-Dateien wissen müssen

3D-Drucker bauen Komponenten in Schichten aus Dateien digitaler 3D-Modelle auf. Diese Dateien enthalten datentragende Bits, die 3D-Slicer verwenden, um Modelle in horizontale Schichten zu unterteilen und G-Code zu generieren, eine Sprache, die 3D-Druckern mitteilt, welche Bewegungen sie ausführen sollen. Sie können jedoch nicht jedes beliebige Dateiformat für den 3D-Druck verwenden, da jedes Format unterschiedliche Informationen enthält. Hier finden Sie alles, was Sie über STL-Dateien wissen müssen.

Was ist eine STL-Datei?

STL-Dateien – das „STL“ steht für Standard Tessellation Language, Standard Triangle Language oder Stereolithographie, je nachdem, wen Sie fragen – gelten als Standard für den 3D-Druck, weil sie leicht und einfach sind. STL-Dateien sind mit den meisten 3D-Druckern und CAD-Software kompatibel und speichern Geometrien, indem sie die Oberfläche mit Millionen von Dreiecken kacheln. Diese Dreiecke bilden ein Netz ohne Lücken oder Überlappungen (Tessellation).

In STL-Dateien finden Sie eine lange Liste dreidimensionaler Koordinaten, die in Dreiergruppen und einen Vektor gruppiert sind. Jede Koordinatengruppe stellt die Eckpunkte eines Dreiecks dar, während der Vektor normal oder senkrecht zur Ebene des Dreiecks ist. Mehr Dreiecke führen zu einer höheren Auflösung und einer größeren Dateigröße.

Vor- und Nachteile von STL-Dateien

Da 3D-STL-Dateien nur geometrische Informationen enthalten, sind sie leicht, einfach und im Bereich der additiven Fertigung weit verbreitet. STL-Dateien sind Open Source, daher ist es einfach, Software oder Drucker zu finden, die damit kompatibel sind. Angesichts der Popularität von STL ist die Technologie, die STL-Dateien verarbeiten kann, bereits ziemlich ausgereift und wird in Zukunft weiter voranschreiten. STL-Dateien sind außerdem sicherer als andere Formate. Während CAD-Dateien oft vertrauliche Informationen enthalten, enthalten STL-Dateien nur die äußere Oberfläche und Form eines digitalen Modells.

Ungeachtet dieser Vorteile gibt es einige Nachteile, die Produktteams im Hinterkopf behalten sollten. Beispielsweise sind STL-Dateien notorisch schwer zu ändern. Auch wenn dies Designern hilft, das Eigentum an Designs zu behalten, macht es das Ändern von STL-Dateien so umständlich, dass es oft einfacher ist, von vorne zu beginnen, anstatt die tessellierte Geometrie in BREP-Oberflächen (Boundary Representation) zurückzuentwickeln. Außerdem sind STL-Dateien nicht sehr genau. Da Dreiecke flach sind, können STL-Dateien nur 3D-Modelle mit flachen Oberflächen genau darstellen. Gekrümmte Oberflächen werden angenähert und können selbst bei der höchsten Auflösung grob sein. Außerdem sind Dateien mit höherer Auflösung größer, was zu langsamem Slicing führen kann.

Es ist auch wichtig, daran zu denken, dass STL-Dateien nur geometrische Daten speichern. Der Maßstab oder die Einheiten des Objekts sind nicht angegeben, und Copyright-, Urheber-, Material-, Farb- oder Texturdaten sind in STL-Dateien nicht enthalten. Wenn Sie einen einfachen Prototyp drucken, hat dies wahrscheinlich keine Auswirkungen auf Sie. Wenn Sie jedoch ein mehrfarbiges Objekt aus mehreren Materialien drucken müssen, sollten Sie ein anderes Dateiformat verwenden.

Im Vergleich zu einer OBJ-Datei, einem anderen Standard-3D-Dateiformat, sind STL-Dateien für den 3D-Druck einfacher und kleiner, wodurch sie leichter geteilt und veröffentlicht werden können. Der Nachteil besteht darin, dass OBJ-Dateien Informationen über Farbe und Textur enthalten. Andererseits werden PLY-Dateien für Objekte verwendet, die 3D-gescannt wurden. Im Vergleich zu Dateiformaten, die eine präzise Oberflächencodierung verwenden, bietet STL eine geringere Wiedergabetreue – selbst bei der höchsten Auflösung.

Was sind einige wichtige Überlegungen für den 3D-Druck mit STL-Dateien?

Wenn Sie feststellen, dass der 3D-Druck mit STL-Dateien für Ihr Projekt geeignet ist, sollten Sie einige Dinge beachten, darunter:

• Die Scheitelpunktregel: Diese Regel verlangt, dass jedes Dreieck zwei Scheitelpunkte mit benachbarten Dreiecken teilt, sodass der Scheitelpunkt eines Dreiecks nicht auf der Seite eines anderen Dreiecks liegen kann.
• Sehnenhöhe oder Toleranz: Die Sehnenhöhe oder der maximale Abstand zwischen der Oberfläche des Originaldesigns und dem STL-Netz kann die Oberfläche Ihres Drucks beeinflussen. Große Sehnenhöhen können zu einem verpixelten Aussehen führen, also stellen Sie Ihre Sehnentoleranz zwischen 0,01 mm und 0,0001 mm ein, um einen reibungslosen Druck zu erzielen.
• Die Orientierungsregel: Diese Regel erfordert, dass Sie die Ausrichtung einer Facette auf zwei Arten definieren, um sicherzustellen, dass die Daten konsistent und unverfälscht sind. Stellen Sie sicher, dass der normale Vektor nach außen zeigt und Ihre Scheitelpunkte gegen den Uhrzeigersinn aufgelistet sind, wenn Sie von außen schauen.
• Die Dreiecks-Sortierregel: Das Auflisten von Dreiecken in aufsteigender Z-Wert-Reihenfolge beschleunigt den Slicing-Prozess.
• Die positive Oktantenregel: Nur positive Koordinaten für Dreieckseckpunkte einzubeziehen, spart Platz, da es die Notwendigkeit beseitigt, positive oder negative Vorzeichen einzufügen.
• Winkeltoleranz: Eine Verringerung der Winkeltoleranz kann die Auflösung verbessern, aber der Standardwert von 15 Grad (oder 0) ist normalerweise für die meisten Situationen geeignet.
• Ihre Kodierungsmethode: ASCII-codierte STL-Dateien können beim manuellen Debuggen von Dateien hilfreich sein, werden aber bei großen, detaillierten Modellen unhandlich. Verwenden Sie stattdessen das kompaktere und einfacher zu lesende binäre Kodierungsformat.
• Ihre Anforderungen: Wägen Sie Ihr Bedürfnis nach Genauigkeit und Details gegen Ihr Bedürfnis nach Geschwindigkeit ab. Für die meisten Produktteams empfehlen wir die Verwendung eines binären STL-Formats, einer Sehnentoleranz von 0,1 mm, einer Winkeltoleranz von 1 Grad und einer Dreiecksseitenlänge von mindestens 0,1 mm.

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Während STL-Dateien einfach und kompakt sind, ist ihre Vorbereitung für den 3D-Druck nicht immer einfach. Glücklicherweise kann die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius hilfreich sein.

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