你還在使用STL格式嗎？來看看3MF吧！

導(dǎo)讀：STL文件是當(dāng)前3D打印的流行文件�，F(xiàn)在，這一文件形式正在逐漸被3MF格式取代。

STL是一種比較“古老”的3D文件格式，由3D Systems在1987年首次發(fā)布，是Stereolithography一詞的縮寫。STL文件在設(shè)計(jì)上考慮到了增材制造的情況，將數(shù)據(jù)（通�；�于NURBS或BREP）轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，供3D打印機(jī)進(jìn)行解析。因此，曲線和復(fù)合曲面被轉(zhuǎn)換為機(jī)器數(shù)據(jù)運(yùn)行的代碼。STL用小三角形模擬模型原始表面，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、詳細(xì)，所需要的三角形越多。

△結(jié)構(gòu)越復(fù)雜和詳細(xì)，使用的三角形越多。

“傳統(tǒng)”的STL文件

STL文件通過使用三維笛卡爾坐標(biāo)系的三角形的單位法線和頂點(diǎn)（按右手法則排序）來描述原始的、非結(jié)構(gòu)化的三角化表面。這種機(jī)器的自然文件格式是一系列對(duì)應(yīng)于不同Z值的閉合多邊形（層或切片）。然而，由于可以改變層厚度，STL能夠以更快但不太精確的構(gòu)建方式進(jìn)行模擬，將構(gòu)建模型定義為封閉多面體在水平面切片的集合。但是，STL畢竟基于網(wǎng)格架構(gòu)，不能將信息存儲(chǔ)為數(shù)學(xué)表達(dá)。因此，只能結(jié)轉(zhuǎn)原始信息。這導(dǎo)致了它在存儲(chǔ)時(shí)需要占用較大的硬盤空間，同時(shí)又不對(duì)模型本身的幾何結(jié)構(gòu)造成破壞。

△相同形狀下，CAD格式表現(xiàn)為圓環(huán)（顯示為兩個(gè)同心紅色圓圈），而STL則由三角形平面組成。

此外，STL不攜帶任何機(jī)器信息、打印設(shè)置或重新創(chuàng)建文件所需的任何其他有用信息。因此，在與團(tuán)隊(duì)或第三方合作制造零件時(shí)，需要將STL與制造規(guī)范列表附加在一起。盡管有著各種缺陷，STL依然成為了當(dāng)下最流行的3D打印文件格式，理由如下：

• STL作為標(biāo)準(zhǔn)文件格式受眾廣泛
• 3D打印機(jī)僅支持切片機(jī)中基于網(wǎng)格的文件格式
• 替代品太少，也并不流行
  

3MF格式的興起

3MF是一種新型文件格式，由推進(jìn)3D打印能力和技術(shù)的公司聯(lián)盟開發(fā)，被認(rèn)為是一種具有革命性和特殊性的形式。3MF帶來的改進(jìn)相當(dāng)于從BMP切換到PDF：3MF攜帶了更多信息，包括單元信息、多噴墨打印的顏色和紋理信息、空間中的相對(duì)位置等等。而STL沒有單位，即使兩種文件格式攜帶相同量的數(shù)據(jù)，3MF文件仍然比STL文件小得多。

△導(dǎo)入Fusion 360網(wǎng)格工作區(qū)的3MF文件。右側(cè)對(duì)話框中沒有單位選項(xiàng)卡，因?yàn)?MF文件包含該信息。

3MF文件使用人類可讀的XML格式（可擴(kuò)展標(biāo)記語言），因此可以存儲(chǔ)有關(guān)機(jī)器所需的大量數(shù)據(jù)，無需在單獨(dú)文件中進(jìn)行附帶打印設(shè)置。用戶甚至可以打開XML來閱讀執(zhí)行操作并直接修改代碼。這不僅提供了多樣性，有助于防止打印錯(cuò)誤，還有助于減小文件大小。而3MF在批量處理相同部件時(shí)不需要重復(fù)數(shù)據(jù)，甚至可以讓用戶保存和共享想要的切片配置，節(jié)省了時(shí)間。

△STL導(dǎo)入的相同數(shù)據(jù)，缺少顏色信息，并且對(duì)話框需要用戶定義單位大小。

3MF還可以顯示零件的詳細(xì)信息：

• 完整、足夠豐富地描述模型，保留內(nèi)部信息、顏色、位置和其他特征
• 可擴(kuò)展支持3D打印創(chuàng)新
• 可互操作
• 能夠被廣泛采用
• 擺脫其他常見文件格式的問題
  

將3MF格式與SLS一起使用時(shí)，包裝信息、零件副本數(shù)量以及所有最初數(shù)據(jù)都包含在一個(gè)文件中。這最大限度地減少了錯(cuò)誤并確保任何擁有文件的人都可以重復(fù)您的機(jī)器設(shè)置和零件幾何形狀。

制造過程的作用

3MF格式能夠?yàn)榇蛴≡O(shè)置和機(jī)器信息攜帶元數(shù)據(jù)，這也需要獨(dú)立于特定機(jī)器的切片器。例如，F(xiàn)usion 360的增材制造空間涵蓋上述所有設(shè)置，并允許導(dǎo)出STL和3MF文件。這可以幫助用戶將所有制造數(shù)據(jù)保留在所屬位置：集中所有的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

△Fusion 360導(dǎo)出的3MF顯示了元數(shù)據(jù)的兩個(gè)選項(xiàng)卡。

同時(shí)，訪問打印設(shè)置和機(jī)器信息還意味著可以完全控制您的支撐結(jié)構(gòu)，并且可以使用單個(gè)文件傳遞信息到打印機(jī)。這對(duì)于STL來說是不可能的，除非額外使用優(yōu)化技巧。最后，3MF還可以為制造數(shù)據(jù)帶來安全協(xié)議，例如可以限制機(jī)器制造的零件副本數(shù)量。這種安全內(nèi)容擴(kuò)展提供了一種加密敏感的3D可打印數(shù)據(jù)機(jī)制，有助于保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、降低風(fēng)險(xiǎn)并確保公司遵守政府法規(guī)。

其他3D打印文件格式

除了STL，OBJ也是一種非常常見的文件格式，它可以存儲(chǔ)紋理和顏色信息。而PLY格式（Polygon格式）常用于3D掃描對(duì)象文件。另外，與3MF一樣，AMF格式也是一個(gè)新興的3D打印文件格式，能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，同樣也采用XML格式。雖然AMF有成為新一代3D打印數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的潛力，但沒有巨頭支持是它的硬傷。

△相同模型，STL與3MF對(duì)比

相比之下，3MF聯(lián)盟的成員包括了：Microsoft、Autodesk、Dassault Systems、Netfabb，SLM、惠普(HP)、Shapeways，每個(gè)都是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。加上微軟WIN8.1和WIN10對(duì)3MF打印格式的支持，3MF或許在未來能夠逐漸取代STL，成為新一代3D打印標(biāo)準(zhǔn)格式。

參考閱讀：

1. STL Format Is Obsolete: Here’s Why You Should Be Using3MF
2. STL (file format)
3. What is an STL file?
4. 3D Manufacturing Format
5. Fusion 360
6. What is 3mf?
7. 3MF is the New PDF
8. 掃盲一下3D打印文件格式：STL、OBJ、AMF、3MF