Guide complet des formats de fichiers d'impression 3D : OBJ, STL, AMF et 3MF

Tous les fichiers, qu'il s'agisse de texte, de musique, d'image ou de modèles 3D, sont composés de millions de bits. Les données que ces bits transportent, ainsi que la manière dont elles sont encodées, déterminent la nature et le format du fichier. Selon le format de fichier d'un fichier CAO, le fichier peut contenir la géométrie, le matériau, la texture, la taille ou les données de couleur d'un modèle.

Formats de fichiers et impression 3D

Les imprimantes 3D construisent les pièces couche par couche. Après qu'un modèle a été créé et sauvegardé dans un format de fichier d'impression 3D, le modèle doit être envoyé à un logiciel pour être tranché, un processus dans lequel un modèle solide est divisé en nombreuses couches horizontales minces. Le logiciel de tranchage scanne ensuite les couches et utilise les informations pour générer le G-Code – ensemble d'instructions sur la façon dont l'imprimante 3D doit se déplacer pour produire l'objet requis. Après cela, le fichier G-Code est envoyé à l'imprimante. Certaines imprimantes sont livrées avec leur propre logiciel de tranchage, vous pouvez donc envoyer le modèle directement dans le format de fichier d'impression 3D.

L'information contenue dans le fichier CAO est très importante pour une impression réussie. Rappelez-vous que le format de fichier détermine l'information que le fichier transporte. C'est avec cette information que le code machine nécessaire est généré. Par conséquent, le format de fichier est très important. Il existe des types spécifiques d'informations tels que la géométrie, la texture, la couleur et le matériau qui sont nécessaires pour permettre le processus. Dans les formats de fichiers CAO 3D réguliers, ces données ne sont pas toujours contenues ou encodées pour l'impression 3D, d'où la nécessité de formats de fichiers exclusivement pour l'impression 3D. Ces formats de fichiers sont connus sous le nom de formats de fichiers d'impression 3D.

De plus, les logiciels de tranchage ne fonctionnent pas avec les formats de fichiers 3D réguliers tels que STEP, IPT et SLDPRT. Ceux-ci doivent d'abord être convertis en un format de fichier d'impression 3D.

Il existe plusieurs formats de fichiers d'impression 3D utilisés aujourd'hui. Cependant, les plus ubiquistes sont STL, OBJ, AMF et 3MF. Quelle est exactement la raison de leur ubiquité ? Ce que sont ces formats de fichiers, ce qui les distingue et comment ils diffèrent les uns des autres et des autres formats de fichiers d'impression 3D est le suivant.

STL

Le format de fichier STL (Standard Tessellation Language) est le format pionnier de l'impression 3D. Il a été inventé en 1987 par Chuck Hull, l'inventeur de l'impression 3D. Trois décennies plus tard, le format de fichier STL est encore le plus largement utilisé et est considéré comme le format de fichier standard en impression 3D. Cela est dû au fait qu'ayant été là depuis si longtemps, STL est compatible avec la plupart des logiciels CAO 3D et autres logiciels et matériels en impression 3D.

Une caractéristique clé du STL est qu'il enregistre la géométrie en utilisant des tessellations. La tessellation est le processus de recouvrement (dallage) d'une surface avec une série de formes géométriques de manière qu'il n'y ait ni espaces ni chevauchements. Dans un fichier STL, la géométrie d'un modèle 3D est encodée par de nombreux triangles recouvrant les surfaces du modèle.

Pour les surfaces courbes, un grand nombre de triangles arbitrairement petits sont nécessaires pour recouvrir les surfaces. Cependant, plus le nombre de triangles employés dans un modèle est grand, plus la taille du fichier est grande.

Une autre caractéristique distinctive du format de fichier d'impression 3D STL est qu'il ne stocke que les données de géométrie. D'autres données liées à un modèle telles que la couleur, la texture et le matériau sont omises. Ce n'était pas un problème lorsque les imprimantes ne pouvaient imprimer qu'en une seule couleur et un seul matériau à la fois. Cela peut encore ne pas être un problème si vous avez besoin d'un prototype simple. Cependant, avec les avancées de l'impression 3D telles que l'impression multi-couleurs et multi-matériaux, et avec l'utilisation de l'impression 3D pour produire des objets entièrement fonctionnels prêts à l'emploi, le format de fichier STL pourrait bien être sur le point de disparaître.

Avantages

• Compatible avec pratiquement tous les matériels et logiciels dans le monde de l'impression 3D
• Format de fichier le plus largement utilisé et partagé pour l'impression 3D. Des millions de modèles STL sont disponibles pour un téléchargement facile en ligne

Inconvénients

• Ne peut stocker que les données de géométrie. Les données de couleur, texture et matériau sont omises
• Niveau de détail limité. Par exemple, les surfaces courbes sont approximées
• Plus la précision du fichier est élevée, plus il sera volumineux
• Il peut y avoir des trous et des triangles chevauchants dans la tessellation car le format de fichier est sujet aux erreurs. Notez que les imperfections peuvent être détectées et corrigées à l'aide d'outils de réparation STL. Cela est cependant chronophage
• L'échelle et les unités ne sont pas spécifiées

OBJ

Développé par WaveFront Technologies, le format de fichier OBJ était à l'origine utilisé dans la conception graphique comme format de fichier d'échange neutre. Avec le développement de l'impression multi-couleurs et multi-matériaux, le format de fichier a été adopté plus tard par l'industrie de l'impression 3D.

En termes de popularité, OBJ est le second après STL. Cependant, contrairement au STL qui ne stocke que les données de géométrie, OBJ peut stocker la géométrie, la couleur, la texture et les données de matériau. Les données de couleur sont stockées dans un fichier compagnon MTL (Material Template) séparé. Un fichier OBJ doit être partagé avec son fichier MTL correspondant pour que l'impression en couleur soit possible.

Une autre caractéristique clé du format de fichier d'impression 3D OBJ est qu'il vous permet de choisir la manière dont la géométrie de votre modèle est encodée. Vous pouvez créer des tessellations en utilisant diverses formes telles que des polygones et des quadrilatères, et pas seulement des triangles. Vous pouvez également utiliser des méthodes plus avancées et précises telles que les courbes et surfaces de forme libre. Cela permet aux fichiers OBJ de stocker des modèles avec une précision bien plus grande.

Avantages

• Stocke les données avec précision
• Stocke la géométrie, la couleur, la texture et les données de matériau

Inconvénients

• Pas aussi populaire que STL, donc compatibilité limitée
• Contient une grande quantité de données complexes. Cela rend le partage ou l'édition chronophage
• Les données de couleur et de texture sont stockées dans un fichier séparé

AMF

Le format de fichier d'impression 3D AMF (Additive Manufacturing File) est considéré comme une version mise à jour de STL. Il a été développé exclusivement pour la fabrication additive par l'ASTM (American Society for Testing Materials) en 2013 pour répondre aux limitations des fichiers STL.

Comme STL, AMF stocke les données de géométrie en utilisant la tessellation triangulaire. Cependant, les triangles dans AMF peuvent être courbes, résultant en une représentation précise des données. Cela entraîne également des tailles de fichier beaucoup plus petites car une quantité moindre de triangles est nécessaire pour représenter avec précision les surfaces courbes.

De plus, les fichiers AMF peuvent stocker les données de couleur, texture, matériau, duplication, orientation et treillis, ainsi que les métadonnées. Cela les rend techniquement bien supérieurs à leurs homologues STL.

Avantages

• Peut stocker toutes les données et métadonnées possibles sur un modèle
• L'échelle peut être spécifiée dans diverses unités
• Très faible possibilité d'erreur
• Petite taille de fichier

Inconvénients

• Support limité
• Adoption lente

3MF

Après avoir analysé les lacunes et la lente adoption du format de fichier AMF, certains des plus grands noms de l'impression 3D, dont Autodesk, 3D Systems, Stratasys, HP, Microsoft, se sont réunis pour former un organisme connu sous le nom de consortium 3MF. Cet organisme a développé le format de fichier d'impression 3D 3MF qui est très similaire mais beaucoup plus largement accepté que l'AMF.

L'influence industrielle et la base de clients étendue du consortium 3MF, ainsi que la fonctionnalité du format de fichier d'impression 3D 3MF, sont responsables de son large acceptation.

3MF possède toutes les propriétés techniques de l'AMF. Il utilise des tessellations triangulaires courbes pour encoder la géométrie. Il peut également stocker les données de couleur, texture, matériau et orientation, et est hautement précis.

Les données sont stockées au format XML lisible par l'homme (par opposition au binaire) pour faciliter le développement et la modification.

Les fichiers 3MF sont pour la plupart exempts d'erreurs et sont considérés comme prêts à imprimer, ce qui est très apprécié en impression 3D.

Avantages

• Relativement populaire et compatible avec des dizaines d'entreprises
• Stocke les données de géométrie avec précision
• Peut stocker toutes les données liées à un modèle
• Stocke toutes les données, métadonnées et propriétés dans une seule archive

Inconvénient

• Peut devenir propriétaire

Conclusion

En conclusion, nous recommandons les formats STL pour les géométries simples et les prototypes monochromes. Si vous avez l'intention d'imprimer des pièces simples en couleur, alors l'OBJ est une meilleure option. Cependant, le fait que les données de texture et de couleur soient stockées dans un fichier séparé rend le partage des fichiers OBJ stressant. Les formats de fichiers d'impression 3D 3MF et AMF sont les techniquement les plus supérieurs du lot car ils stockent toutes les informations sur un modèle. Ils sont parfaits pour les objets complexes multi-parties, multicolores et multi-matériaux. Ils se distinguent également par leur facilité de partage de fichiers car toutes les données et métadonnées sont stockées dans des fichiers compacts et compressés. Si vous disposez des logiciels de support compatibles nécessaires, n'hésitez pas à opter pour l'AMF. Sinon, le 3MF est l'option la plus sûre car il est plus populaire et plus susceptible d'être compatible avec les logiciels de support.

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