Pourquoi les formats de fichiers polyédriques sont cruciaux pour l'impression 3D

Après les phases de conception et d'analyse, les fichiers CAO sont généralement convertis en formats polyédriques pour la préparation et la fabrication sur imprimantes 3D. Le STL (STereoLithography ou Standard Tessellation Language) est le format polyédrique le plus courant, développé à l'origine en 1987 pour traduire les fichiers CAO en format lisible par les imprimantes 3D stéréolithographiques.

Le STL a indéniablement des limites en termes de conservation de l'intention de conception. Il ne capture que la géométrie de surface d'un objet 3D, sans couleur, texture ni autres éléments de conception. C'est pourquoi Microsoft et d'autres poussent le 3MF comme alternative.

Pourtant, l'universalité et l'usage durable du STL en font un format éprouvé, sur lequel s'appuient encore aujourd'hui de nombreuses équipes d'ingénierie, fabricants et universités.

Qu'est-ce que le STL ?

Introduit il y a 30 ans pour traduire des objets 3D conçus en CAO vers des imprimantes 3D stéréolithographiques, le STL s'est répandu sur plusieurs générations d'imprimantes, y compris celles basées sur d'autres technologies (extrusion, jet d'encre).

L'avantage du STL, comme l'IGES, est son adoption massive dans l'industrie de la fabrication additive. Cela permet le partage de fichiers entre différentes organisations (et flux de travail) — par exemple un concepteur produit et son partenaire fabricant — avec un besoin minimal de réparation de fichiers (pourvu que le bon logiciel soit intégré aux outils de chaque partie).

Le STL encode sous deux formats : binaire et ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Le binaire permet des fichiers plus compacts (faciles à charger dans l'imprimante), mais l'ASCII est recherché pour sa lisibilité et sa facilité de raffinement.

Cependant, le STL a ses limites :

1. Il n'encode — par tessellation — que la géométrie de surface, omettant les couleurs, textures et autres éléments de conception du design original.
2. Les modifications effectuées dans le STL (structures de support, retouches pour l'imprimabilité) ne remontent pas automatiquement vers le fichier CAO original. Pour maintenir la cohérence, il faut modifier le fichier CAO d'abord : un processus unidirectionnel et inefficace.
3. Le STL ne conserve pas la topologie du maillage. Si on utilise l'ASCII pour réduire la grossièreté (en augmentant le nombre de triangles), le fichier résultant peut devenir trop gros pour la plupart des imprimantes. On est bloqué entre le raffinement idéal et les limites pratiques du STL.
4. Le STL n'inclut pas les métadonnées du fichier CAO original, notamment la propriété intellectuelle et les informations sur le concepteur original.

Formats alternatifs au STL

Il existe de nombreuses alternatives : OBJ, VRML, FBX, etc. Mais le mouvement le plus sérieux pour supplanter le STL est porté par le consortium 3MF.

Le consortium 3MF promeut le format 3MF, qui — contrairement au STL — peut lire l'intention de conception complète de l'objet 3D original : couleurs, textures, métadonnées, permettant aux imprimantes 3D émergentes et de nouvelle génération de lire facilement et fidèlement des objets détaillés conçus dans des suites CAO avancées comme SolidWorks.

Techniquement, le 3MF est très prometteur :

• Il mise sur l'ASCII en XML (plutôt que le binaire) pour offrir à la fois détails fidélité et raffinement sans faire exploser la taille du fichier.
• Il est conçu pour être extensible aux technologies et concepts d'impression 3D émergents.

Cependant, le 3MF est un facteur d'avenir. Aujourd'hui, le STL reste le cheval de bataille de la préparation de fichiers CAO pour l'impression 3D. Il est impératif que vos applications et imprimantes 3D se concentrent sur la maîtrise des standards actuels tout en gardant un œil sur l'avenir.

Les flux de travail exploitent encore le STL

Malgré ses limites, de nombreux flux de travail en fabrication additive s'appuient encore sur le STL. Ses limites inhérentes sont même favorables à certains égards :

1. Un fichier d'objet 3D minimaliste, sans intention de conception complète et encodé en binaire (peu soucieux de la grossièreté), peut suffire au stade du prototypage. Les prototypes servent aux tests, vérifications et itérations alimentant le design final.
2. Fort de plus de 30 ans d'usage, le STL bénéficie d'un écosystème important d'expertise, de matériel et de logiciels rendant son usage viable. Les entreprises ne pivoteront pas rapidement vers le 3MF pour des raisons de coûts ; ce changement (s'il a lieu) sera progressif et long terme.

Aujourd'hui, l'objectif des logiciels et matériels d'impression 3D doit être de répondre aux préoccupations actuelles des utilisateurs dans la gestion des fichiers STL. Non seulement cela a du sens business (problème actuel), mais on peut tirer parti de solutions logicielles matures pour construire compétitivement des solutions de fabrication additive.

Exploitez 3D InterOp dans vos applications et imprimantes 3D

Vous pouvez aider vos utilisateurs à réduire le temps passé à réparer les fichiers STL. Commencez par envisager le SDK 3D InterOp de Spatial, qui permet à vos utilisateurs finaux d'exporter des fichiers CAO vers le STL avec réparation intégrée. Ils passeront moins de temps à corriger les fichiers et plus sur la conception ou l'impression.

Non seulement 3D InterOp permet l'export CAO vers STL, mais il équipe aussi vos applications pour lire d'autres formats CAO, dont SolidWorks, Autodesk et autres suites leaders.

Enfin, la maison-mère de Spatial — Dassault Systèmes — est membre fondateur du consortium 3MF, ce qui positionne Spatial comme un partenaire engagé dans le développement de la fabrication additive, présent et futur.