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四種3D列印文件的常見格式 你知道嘛?

為了幫助大家更全面了解3D列印格式,今天跟大家分享四種3D列印文件格式:STL、OBJ、AMF、3MF:

1.STL格式

如今,3D印表機實現了將虛擬三維數據轉換成實體,而實現這一切的準則就是STL文件格式。STL文件格式已成為全世界CAD/CAM系統介面文件格式的工業標準,是3D印表機支持的最常見的文件格式。

STL文件有兩種:一種是ASCII文本格式,特點是可讀性好,可直接閱讀;另一種是二進位格式,佔用磁碟空間小,為ASCII文本格式的1/6左右,可讀性差。但無論是ASCII文本格式,還是二進位格式,STL文件格式都非常簡單,一目了然,易於生成及分割、演算法簡單等特點,另外輸出精度也能夠很方便地控制。

2.OBJ文件

是一套基於工作站的3D建模和動畫軟體」Advanced Visualizer」開發的一種標準3D模型文件格式。很適合用於3D軟體模型之間的數據交換,比如你在3dsMax或LightWave中建了一個模型,想把它調到Maya裡面渲染或動畫,導出OBJ文件就是一種很好的選擇,OBJ主要支持多邊形模型。

由於OBJ格式在數據交換方面的便捷性,目前大多數的三維CAD軟體都支持OBJ格式,大多數3D印表機也支持使用OBJ格式進行列印。由於STL、OBJ文件格式還是顯得有點過於簡單,只能描述三維物體的表面幾何信息,不支持描述表面上的特徵顏色、材質等信息。因此,美國材料與實驗學會發布了一種全新的3D列印文件格式AMF格式。

3.AMF文件

是以目前3D印表機使用的「STL」格式為基礎、彌補了其弱點的數據格式,新格式能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內部結構等。AMF標準基於XML(可擴展標記語言),簡單易懂,將來可通過增加標籤輕鬆擴展。新標準不僅可以記錄單一材質,還可對不同部位指定不同材質,能分級改變兩種材料的比例進行造型。造型物內部的結構用數字公式記錄,能夠指定在造型物表面印刷圖像,還可指定3D列印時最高效的方向。另外,還能記錄作者的名字、模型的名稱等原始數據。

與STL文件格式相比,AMF克服了其精度不高、工藝信息缺失、文件體積龐大、讀取緩慢等缺點,同時引入了曲面三角形、功能梯度材料、排列方位等概念。曲面三角形能夠大幅提升模型的精度,其是利用各個頂點法線或切線方向來確定曲面曲率的,在進行數據處理切片時,曲面三角形可進行細分,便於獲得理想精度。

不同區域的材料成分表達是通過空間點坐標公式來表述的,按常數比例混合的材料即為均質材料,按坐標值線性變化的比例即為梯度材料,還可表達非線性梯度材料。因此,AMF格式包含的工藝信息更全、文件體積更小、模型錯誤更少,使得3D列印過程中使用起來更加方便,模型設計過程也更加輕鬆。

AMF文件格式相對於STL、OBJ等文件格式有多大的改進:

1、技術獨立性:文件格式一般描述一個對象,這樣任何機器都可以使用。解析度和層厚度獨立,不包含任何製造過程或任何一個特定的信息技術

2、簡單:AMF文件格式很容易實現和理解。可以用一個簡單的ASCII文本查看器來閱讀和調試,相同的信息沒有存儲在多個地方。

3、可伸縮性:文件格式的複雜性和規模關係到3D印表機的解析度和精度,AMF文件能夠處理大型數組中相同的對象,減少內部的複雜性。

4、性能:文件格式啟用合理的讀和寫操作為典型的大型文件提供了詳細的性能數據合同附件。

5、向後兼容:任何現有的STL文件直接轉換為有效的AMF文件不需要損失任何額外的信息。AMF文件也容易使用遺留系統轉換回STL,雖然顏色、紋理等功能將會丟失。這種格式有效的維護了三角形網,利用幾何對現有的已經存在的分割演算法和代碼進行了基礎設施優化。

6、未來的兼容性:為了在快速發展的行業中保持有用,這個文件格式很容易在技術上保持擴展並且兼容,它允許在保證技術上進步的同時添加新特性。

4.3MF格式

相比STL過少的功能,AMF的功能似乎又過多了,因此微軟聯合惠普、歐特克、3D Systems、Stratasys等巨頭組成的3MF聯盟又推出了一種全新的3MF格式。3MF格式能夠更完整地描述3D模型,除了幾何信息外,還可以保持內部信息、顏色、材料、紋理等其它特徵。同樣也是一種基於XML的數據格式,具有可擴充性,檔案格式能夠更完整地描述3D模型,除了幾何信息外,還可以保持內部信息、顏色、材料、紋理等其它特徵。

對於使用3D列印的消費者及從業者來說,3MF大的好處是大品牌支持這個格式。3MF聯盟中的其他公司是Microsoft,SLM和HP,而Shapeways也包括在3D列印背景下提供洞察。3D列印和添加劑製造業務的其他關鍵參與者,如Materialize,3DSystems近期已加入該聯盟。在這些巨頭公司的擁立下,和AMF文件格式相同性能的3MF文件格式有逐漸取代AMF文件格式的趨勢,這也是AMF文件格式大的危機。

就像為什麼大多數的圖片都是jpg或gif格式一樣,STL被廣大3D列印廠商採用,這其實是個歷史遺留以及人們長久使用習慣的問題。STL格式已經在人們心中根深蒂固,所以其它格式要想「上位」,乃至被廣大3D列印廠商普遍採用,可能還尚需等待一段時日,各種文件格式將來究竟「鹿死誰手」,還有待市場的考驗。

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