Pourquoi quelqu'un a-t-il besoin de formats polyédriques ?

Après la phase de conception et d'analyse, les fichiers de conception assistée par ordinateur (CAO) sont généralement convertis en formats de fichiers polyèdres pour la préparation et la fabrication dans des imprimantes 3D. STL (STereoLithography ou Standard Tessellation Language) est le format de fichier polyèdre le plus courant, ayant été développé à l'origine pour traduire les fichiers CAO dans un format lisible pour les imprimantes 3D en 1987.

Dans l'ensemble, il ne fait aucun doute que STL a ses limites en termes de conservation de l'intention de conception. En fait, STL ne peut lire que la géométrie de surface d'un objet 3D sans couleur, texture ou autres éléments de conception. C'est pour cette raison que Microsoft et d'autres essaient de proposer 3MF comme alternative.

Cependant, l'universalité et l'utilisation durable de STL en font un format éprouvé, sur lequel de nombreuses équipes d'ingénieurs, fabricants et universités s'appuient aujourd'hui.

Qu'est-ce que STL ?

STL a été introduit il y a 30 ans pour traduire des objets 3D conçus dans des suites CAO pour une utilisation par des imprimantes 3D stéréolithographiques. Depuis lors, STL s'est répandu sur plusieurs générations d'imprimantes 3D, y compris celles construites sur différentes technologies telles que l'extrusion et le jet.

L'avantage de STL, tout comme IGES, est qu'il est largement adopté dans l'industrie de la fabrication additive. Cela permet le partage de fichiers entre différentes organisations (et flux de travail) - comme un concepteur de produit et un partenaire de fabrication - avec un besoin minimal de réparation de fichiers (à condition que le bon logiciel soit intégré aux outils utilisés par chaque partie).

STL encode dans l'un des deux formats - binaire et ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Le binaire vous permet d'enregistrer des tailles de fichiers plus petites (ce qui facilite le chargement dans une imprimante 3D), mais l'ASCII est recherché car il est plus facile à lire et permet d'affiner.

Cependant, STL a ses limites.

Tout d'abord, STL n'encodera - via la tessellation - que la géométrie de surface de l'objet 3D, c'est-à-dire qu'il omettra les couleurs, les textures et les autres éléments de conception d'origine.

Deuxièmement, les modifications effectuées en STL - telles que la modification des structures de support ou d'autres modifications pour l'imprimabilité - ne reviennent pas automatiquement au fichier d'origine créé en CAO. Pour maintenir la cohérence, il faudrait d'abord modifier le fichier CAO, ce qui est un processus à sens unique et inefficace.

Troisièmement, STL ne peut pas enregistrer la topologie de maillage. Par exemple, si vous utilisez le format ASCII pour réduire la grossièreté d'un objet 3D (c'est-à-dire en augmentant le nombre de triangles), le fichier résultant pourrait être d'une taille prohibitive pour la plupart des imprimantes 3D. Vous êtes fondamentalement goulot d'étranglement et devez faire un compromis entre le raffinement idéal et les limites pratiques de STL.

Enfin, STL n'inclut pas les métadonnées du fichier CAO d'origine, y compris la propriété intellectuelle et les informations sur le concepteur d'origine de l'objet 3D.

Formats de fichier alternatifs à STL

Il existe de nombreux formats de fichiers alternatifs à STL, notamment OBJ, VRML, FBX et autres. Mais on peut dire que le principal mouvement visant à supplanter STL est mené par le Consortium 3MF.

Le consortium 3MF fait la promotion du format de fichier 3MF qui, contrairement à STL, peut lire l'intention de conception complète de l'objet 3D d'origine. Cela inclut sa couleur, sa texture et ses métadonnées, qui devraient permettre aux imprimantes 3D émergentes et de nouvelle génération de lire facilement - et en toute fidélité - des objets 3D détaillés créés dans des suites CAO avancées telles que SolidWorks.

Techniquement, 3MF est très prometteur. Tout d'abord, il double sur ASCII en XML (au lieu de binaire) pour permettre à la fois des détails de pleine fidélité et un raffinement sans gonfler la taille du fichier final. Deuxièmement, il a été conçu pour être extensible aux technologies et concepts d'impression 3D émergents.

Cependant, 3MF est un facteur d'avenir. Aujourd'hui, STL est toujours le cheval de bataille de la préparation de fichiers réalisés dans des suites CAO pour l'impression 3D. Ainsi, il est impératif que vos applications et imprimantes 3D se concentrent sur le perfectionnement de l'utilisation des standards d'aujourd'hui tout en gardant, idéalement, un œil sur l'avenir.

Les flux de travail tirent toujours parti de STL

Malgré les limites de STL, de nombreux workflows de fabrication additive tirent toujours parti de STL. En fait, il faut également considérer comment les limitations inhérentes à STL sont également favorables à certains égards.

Premièrement, un fichier d'objet 3D barebone sans l'intention de conception complète et codé en binaire (c'est-à-dire avec peu de souci de grossièreté) peut ne pas avoir d'importance au stade du prototypage. Au lieu de cela, des prototypes sont recherchés pour les tests, la vérification et l'itération alimentant la conception finale.

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Deuxièmement, parce que STL est utilisé depuis plus de 30 ans, l'industrie de la fabrication additive a construit un important écosystème d'expertise ainsi que des outils matériels et logiciels pour rendre son utilisation tenable. En raison de contraintes telles que le coût, il est peu probable que les entreprises basculent rapidement vers 3MF ; au contraire, ce changement (s'il devait se produire) ne se produirait que par un processus graduel et à long terme.

Aujourd'hui, l'objectif des applications logicielles et du matériel d'impression 3D devrait être de répondre aux préoccupations des utilisateurs d'aujourd'hui dans la gestion des fichiers STL. Non seulement cela serait-il judicieux sur le plan commercial puisqu'il s'agit d'un problème actuel, mais vous pouvez également tirer parti des solutions logicielles matures disponibles aujourd'hui pour créer de manière rentable des solutions de fabrication additive compétitives.

Exploitez l'interopérabilité 3D dans vos applications et imprimantes 3D

Vous pouvez aider vos utilisateurs à réduire le temps qu'ils passent à réparer les fichiers STL. Commencez par envisager le kit de développement logiciel (SDK) 3D InterOp de Spatial, qui permettra à vos utilisateurs finaux d'exporter des fichiers CAO au format STL avec une réparation de fichier intégrée. Cela leur permettra de réduire le temps passé à réparer les fichiers et plus encore sur le processus de conception et/ou d'impression de l'objet 3D de base.

Non seulement 3D InterOp permet d'exporter des fichiers de CAO vers STL, mais vous pouvez également équiper vos utilisateurs finaux d'applications capables de lire d'autres formats CAO, notamment SolidWorks, Autodesk et d'autres suites CAO leaders du secteur.

Enfin, la société mère de Spatial - Dassault Systèmes - est également membre fondateur du Consortium 3MF, qui positionne Spatial comme un partenaire engagé dans le développement actuel et futur de la fabrication additive.