Formats de fichiers d'impression 3D comparés : OBJ, STL, AMF et 3MF

Tous les fichiers, qu'il s'agisse de texte, de musique, d'images ou de modèles 3D, sont constitués de millions de bits. Les données transportées par ces bits, ainsi que la manière dont ils sont codés, déterminent la nature et le format du fichier. Selon le format de fichier d'un fichier CAO, le fichier peut contenir des données de géométrie, de matériau, de texture, de taille ou de couleur d'un modèle.

Formats de fichiers et impression 3D

Les imprimantes 3D construisent des pièces couche par couche. Une fois qu'un modèle a été créé et enregistré dans un format de fichier d'impression 3D, le modèle doit être envoyé à un logiciel pour être découpé en tranches, un processus dans lequel un modèle solide est divisé en plusieurs couches horizontales minces. Le logiciel de découpage scanne ensuite les calques et utilise les informations pour générer le G-Code - un 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 découpage afin que vous puissiez envoyer le modèle directement au format de fichier d'impression 3D.

Les informations contenues dans le fichier CAO sont très importantes pour une impression réussie. Rappelez-vous que le format de fichier détermine les informations que contient le fichier. C'est avec ces informations que le code machine nécessaire est généré. Par conséquent, le format de fichier est très important. Il existe des types spécifiques d'informations telles que la géométrie, la texture, la couleur et le matériau qui sont nécessaires pour activer le processus. Dans les formats de fichiers CAO 3D classiques, ces données ne sont pas toujours contenues ou codées pour l'impression 3D, d'où la nécessité de formats de fichiers exclusivement destinés à l'impression 3D . Ces formats de fichiers sont appelés formats de fichiers d'impression 3D.

De plus, le logiciel de découpage ne fonctionne pas avec les formats de fichiers 3D habituels 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 répandus sont STL, OBJ, AMF et 3MF. Alors, quelle est exactement la raison de leur ubiquité ? Quels 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 sont les suivants.

STL

Le format de fichier STL (Standard Tessellation Language) est le format de fichier d'impression 3D pionnier. 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 toujours le plus utilisé et est considéré comme le format de fichier standard en impression 3D. En effet, comme il existe depuis si longtemps, STL est compatible avec la plupart des logiciels de CAO 3D et d'autres logiciels et matériels d'impression 3D.

L'une des principales caractéristiques de STL est qu'il enregistre la géométrie à l'aide de tessellations. La tessellation est le processus de recouvrement (carrelage) d'une surface avec une série de formes géométriques de manière à ce qu'il n'y ait pas d'espaces ou de chevauchements. Dans un fichier STL, la géométrie d'un modèle 3D est codée par de nombreux triangles recouvrant les surfaces du modèle.

Pour les surfaces courbes, un grand nombre de triangles arbitrairement petits sont nécessaires pour couvrir les surfaces. Cependant, plus le nombre de triangles utilisés 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 des 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. Ce n'est peut-être pas un problème si vous avez besoin d'un prototype simple. Cependant, avec les progrès de l'impression 3D tels que l'impression multicolore et multi-matériaux, et avec l'utilisation de l'impression 3D pour produire des objets entièrement fonctionnels et prêts à l'emploi, le format de fichier STL pourrait bien être en voie de disparition. P>

Avantages

• Compatible avec pratiquement tous les matériels et logiciels du 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 en téléchargement facile en ligne

Inconvénients

• Ne peut stocker que des données géométriques. Les données de couleur, de texture et de matériau sont omises
• Le niveau de détail est 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 qui se chevauchent 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. Cependant, cela prend du temps
• 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 multicolore et multi-matériaux, le format de fichier a ensuite été adopté par l'industrie de l'impression 3D.

En termes de popularité, OBJ est juste derrière STL. Cependant, contrairement à STL qui ne stocke que des données de géométrie, OBJ peut stocker des données de géométrie, de couleur, de texture et de matériau. Les données de couleur sont stockées dans un compagnon MTL (Material Template) séparé. Un fichier OBJ doit être partagé avec son fichier MTL correspondant pour que l'impression 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 pavages 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 les surfaces de forme libre. Ceux-ci permettent aux fichiers OBJ de stocker des modèles avec une précision bien supérieure.

Avantages

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

Inconvénients

• Pas aussi populaire que STL et a donc une compatibilité limitée
• Contient une grande quantité de données complexes. Cela rend le partage ou la modification fastidieux
• 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 limites des fichiers STL.

Comme STL, AMF stocke les données de géométrie en utilisant la tessellation triangulaire. Cependant, les triangles dans AMF peuvent se courber, ce qui donne une représentation précise des données. Cela se traduit également par des tailles de fichier beaucoup plus petites car une plus petite quantité de triangles est nécessaire pour représenter avec précision les surfaces courbes.

En outre, les fichiers AMF peuvent stocker des données de couleur, de texture, de matériau, de duplication, d'orientation et de réseau, ainsi que des métadonnées. Cela les rend bien plus techniquement supérieurs que leurs homologues STL.

Avantages

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

Inconvénients

• Dispose d'une assistance limitée
• L'adoption a été lente

3MF

Après avoir analysé les lacunes et la lenteur de l'adoption du format de fichier AMF, certains des plus grands noms de l'impression 3D, notamment 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 de l'industrie et la vaste base de clients du consortium 3MF, ainsi que la fonctionnalité du format de fichier d'impression 3D 3MF, sont responsables de sa large acceptation.

3MF possède toutes les propriétés techniques de l'AMF. Il a utilisé des pavages triangulaires courbes pour coder la géométrie. Il peut également stocker des données de couleur, de texture, de matériau et d'orientation, et est très précis.

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

Les fichiers 3MF sont pour la plupart sans erreur 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 géométriques avec précision
• Peut stocker toutes les données liées à un modèle
• Stocke toutes les données, métadonnées et propriétés dans une seule archive

Con

• 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, 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 de fichiers OBJ stressant. Les formats de fichiers d'impression 3D 3MF et AMF sont les plus techniquement supérieurs du lot car ils stockent tous les deux toutes les informations sur un modèle. Ils sont parfaits pour les objets complexes en plusieurs 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 d'un logiciel de support nécessaire compatible, n'hésitez pas à opter pour AMF. Sinon, 3MF est l'option la plus sûre car elle est plus populaire et plus susceptible d'être compatible avec les logiciels pris en charge.

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