3D formats de fichiers d'impression comparés: Obj, STL, AMF, et 3mf – Un guide complet

Dans le monde de l'impression 3D, Créer un superbe modèle numérique n'est que la première étape. Pour transformer ce design virtuel en un objet physique, Vous avez besoin d'un format de fichier qui peut communiquer efficacement votre vision à une imprimante 3D. Considérez ces formats de fichiers comme des langues différentes qui traduisent votre conception numérique en instructions qu'une imprimante peut comprendre. Choisir le bon format peut faire la différence entre un imprimé impeccable et un échec frustrant. Ce guide explorera les quatre formats de fichiers d'impression 3D les plus courants - OBJ, STL, AMF, et 3mf - vous comprenez leurs forces, faiblesse, et applications idéales.

Comprendre les formats de fichiers d'impression 3D

Avant de plonger dans des formats spécifiques, Clarifions leur rôle dans le flux de travail de l'impression 3D. Un format de fichier d'impression 3D agit comme un pont entre votre CAO (Conception assistée par ordinateur) Logiciel et votre imprimante 3D. Il stocke toutes les informations nécessaires sur la géométrie de votre modèle, Et dans certains cas, Détails supplémentaires comme la couleur, texture, et les propriétés des matériaux.

Chaque projet d'impression 3D suit un processus similaire: Vous créez ou téléchargez un modèle numérique dans le logiciel CAO, l'exporter dans un format d'impression 3D approprié, le traiter avec des logiciels de tranchage (qui convertit le modèle en instructions de couche par couche), Et enfin envoyez ces instructions à votre imprimante. Le format de fichier que vous choisissez a un impact direct sur la quantité de détails préservée pendant ce voyage et la façon dont votre imprimante peut reproduire votre conception.

Il est important de faire la distinction entre formats de fichiers modèles (Comme STL, Obj, AMF, et 3mf) et formats de parcours d'outils comme le code g. Tandis que les formats de modèle décrivent l'objet lui-même, G-Code est le langage spécifique à la machine qui indique à l'imprimante exactement comment se déplacer, extruder le matériel, et construire la couche d'objet par calque. Tous les formats auxquels nous discuterons dans ce guide sont des formats de modèle qui finissent par être convertis en code G pendant le processus de tranchage.

STL: Le cheval de bataille pionnier

Histoire et développement

Le stl (Stéréolithmicromographie) Le format est la pierre angulaire de l'impression 3D depuis sa création en 1987 par les systèmes 3D, L'entreprise fondée par 3D Pioneer Chuck Hull. Développé à l'origine pour les imprimantes de stéréolithographie - la première technologie d'impression 3D commerciale - STL a résisté au temps et reste le format de fichier d'impression 3D le plus utilisé aujourd'hui. Sa longévité témoigne de sa simplicité et de son efficacité pour les besoins d'impression 3D de base.

Comment fonctionnent les fichiers STL

Les fichiers STL représentent des modèles 3D à l'aide d'une technique appelée pilerie, qui couvre la surface du modèle avec des milliers (ou des millions) de minuscules triangles. Chaque triangle est défini par les coordonnées de ses trois sommets et un vecteur normal indiquant de quel point le triangle est confronté. Ce maillage de triangles crée une approximation de la géométrie de surface du modèle.

Le niveau de détail dans un fichier STL dépend du nombre de triangles utilisés. Des modèles simples pourraient utiliser seulement quelques centaines de triangles, Alors que des modèles complexes avec des surfaces incurvées peuvent nécessiter des centaines de milliers ou même des millions pour obtenir des résultats d'apparence lisse. Ce nombre de triangles affecte directement la taille du fichier: Un modèle STL détaillé varie généralement de 1 à 25 Mo, mais peut être optimisé pour 100 KB en réduisant le nombre de triangles (et par conséquent, le détail).

Avantages de STL

• Compatibilité universelle: STL est pris en charge par pratiquement tous les logiciels de modélisation 3D, trancheuse, et imprimante 3D sur le marché. Cette adoption répandue en fait le choix par défaut pour partager des modèles en ligne, avec des millions de fichiers STL disponibles sur des plateformes comme Thingiverse et Myminifactory.
• Simplicité: Le format est facile à mettre en œuvre et à comprendre, Le rendre accessible pour les débutants et compatible avec même un logiciel d'impression 3D de base.
• Léger pour les modèles simples: Pour les formes et prototypes de base, Les fichiers STL restent relativement petits et faciles à traiter.

Limites de STL

• Aucune prise en charge de la couleur ou de la texture: Les fichiers STL ne stockent que des données géométriques, les rendre inadaptés à l'impression multicolore ou multi-matériaux.
• Approximation des courbes: Les surfaces incurvées ne sont jamais parfaitement représentées, uniquement approximé par des triangles à bords droits. Cela peut créer des facettes visibles sur des surfaces courbes à moins que des dénombrements de triangle extrêmement élevés ne soient utilisés.
• Sujette aux erreurs: Les fichiers STL contiennent souvent des erreurs comme les trous, triangles qui se chevauchent, ou géométrie non manifold (où les bords sont partagés par plus ou moins de deux visages), qui peut empêcher une impression réussie sans réparation.
• Aucune information d'échelle: Les fichiers STL n'incluent pas les spécifications de l'unité, ce qui peut entraîner une confusion sur la taille du modèle, sauf indiquer explicitement séparément.

Obj: Le spécialiste des détails polyvalents

Origines et évolution

Développé dans les années 1990 par Wavefront Technologies, Le format OBJ a été initialement conçu comme un format d'échange neutre pour les graphiques 3D dans les jeux vidéo et le film. Contrairement à STL, qui a été créé spécifiquement pour l'impression 3D, OBJ a été conçu pour gérer des données visuelles plus complexes, une capacité qui l'a rendu de plus en plus précieux dans l'impression 3D à mesure que la technologie a progressé.

Caractéristiques clés des fichiers OBJ

Les fichiers OBJ offrent des améliorations significatives par rapport à STL en termes de stockage de données et de représentation géométrique. Bien qu'ils puissent utiliser des triangles comme STL, Ils prennent également en charge d'autres types de polygones tels que les quadrilatéraux et les polygones avec plus de côtés. Cette flexibilité permet une représentation plus précise et efficace des formes complexes.

L'une des fonctionnalités les plus précieuses d'OBJ est sa capacité à stocker couleur, texture, et des informations importantes. Cependant, Ces données ne sont pas stockées directement dans le fichier OBJ lui-même mais dans un compagnon MTL (Bibliothèque de modèles) déposer. Cette séparation signifie que vous devez garder les fichiers OBJ et MTL pour préserver toutes les informations visuelles.

Considérations de taille de fichier

Les fichiers OBJ ont tendance à être plus grands que les fichiers STL comparables en raison de leurs données supplémentaires. Un modèle OBJ de base sans textures varie généralement de 5 à 50 Mo, tandis que les modèles avec des textures détaillées peuvent dépasser plusieurs centaines de Mo lorsqu'ils sont combinés avec leurs fichiers MTL et leurs actifs d'image associés.

Avantages de l'OBJ

• Géométrie améliorée: Prend en charge plusieurs types de polygones au-delà des triangles, permettant une modélisation plus précise et efficace des formes complexes.
• Prise en charge des couleurs et de la texture: Via des fichiers MTL compagnons, OBJ permet l'impression multicolore et les finitions de surface détaillées.
• Standard ouvert: OBJ est un format ouvert pris en charge par la plupart des logiciels de modélisation 3D, ce qui facilite le partage et la modification de différentes plateformes.
• Utilisation généralisée dans les communautés de conception: Populaire dans les jeux, animation, et visualisation architecturale, donner accès à une vaste bibliothèque de modèles préexistants.

Limites de l'OBJ

• Flux de travail complexe: La gestion des fichiers OBJ et MTL distincts peut compliquer le partage de fichiers et augmenter le risque de perte de données ou de corruption.
• Support variable dans l'impression 3D: Tandis que la plupart des slicers prennent en charge la géométrie OBJ de base, Tous n'utilisent pas pleinement les données de texture et de matériel dans les fichiers MTL.
• Tailles de fichiers grandes: Les données supplémentaires peuvent ralentir les délais de traitement, Surtout pour les modèles détaillés.
• Aucune information d'échelle intégrée: Comme STL, Les fichiers OBJ ne spécifient pas intrinsèquement les unités de mesure.

AMF: Le concurrent avancé

Développement et objectif

L'AMF (Fichier de fabrication additive) Le format a été développé par ASTM International et publié pour la première fois en standard 2013. Il a été explicitement conçu pour répondre aux limites de la STL pour la fabrication additive moderne, se positionner comme une alternative plus sophistiquée pour les applications d'impression 3D avancées.

Améliorations techniques par rapport à STL

L'AMF représente un progrès technique important sur STL dans plusieurs domaines clés:

• Triangles incurvés: Au lieu d'utiliser uniquement des triangles plats, L'AMF prend en charge les plaques triangulaires incurvées qui peuvent représenter plus précisément les surfaces lisses avec moins d'éléments.
• Support natif pour les couleurs et les matériaux: Contrairement aux fichiers MTL séparés d'OBJ, Couleur des magasins AMF, texture, et des informations matérielles directement dans le fichier.
• Inclusion de métadonnées: AMF peut stocker des informations supplémentaires comme les détails de l'auteur, Informations sur le droit d'auteur, et des notes de production.
• Réduction des erreurs: Le format comprend des règles de validation intégrées qui minimisent les erreurs de géométrie communes comme les surfaces non manifold et les bords non connectés.
• Spécifications d'unité: Les fichiers AMF incluent explicitement les unités de mesure, Éliminer la confusion d'échelle.

Défis d'adoption de l'industrie

Malgré sa supériorité technique, L'AMF a été confrontée à une lente adoption dans l'industrie de l'imprimerie 3D. Bien qu'il soit soutenu par certains principaux programmes de CAO et slicers, Il n'a pas atteint la compatibilité universelle de STL ou même OBJ. Cette adoption limitée crée un problème de poulet et d'œuf: Les utilisateurs hésitent à adopter AMF car toutes les imprimantes et les logiciels ne le prennent pas en charge, Alors que les fabricants sont lents à mettre en œuvre l'assistance en raison de la demande limitée des utilisateurs.

Tailles de fichiers typiques

Les fichiers AMF varient généralement de 10 à 100 Mo pour des modèles comparables, Souvent plus petit que les fichiers STL supérieurs à une complexité équivalente en raison de leur représentation de surface incurvée plus efficace.

Avantages de l'AMF

• Représentation de géométrie supérieure: Les triangles incurvés créent des modèles plus précis avec des surfaces plus lisses.
• Stockage complet de données: Toutes les informations pertinentes (géométrie, couleur, matériels, métadonnées) est contenu dans un seul fichier.
• Résistance aux erreurs: La validation intégrée réduit le besoin de réparation de fichiers pré-imprimé.
• À l'épreuve du futur: Conçu spécifiquement pour la fabrication additive, avec une extensibilité pour soutenir les technologies émergentes.

Limites de l'AMF

• Support limité: Pas toutes les imprimantes 3D, seins, ou les logiciels de modélisation prennent entièrement en charge AMF.
• Complexité: Les fonctionnalités avancées du format peuvent le rendre exagéré pour des projets d'impression simples.
• Adoption plus lente: L'industrie a été lente à passer des formats familiers malgré les avantages techniques.

3MF: L'avenir soutenu par l'industrie

Consortium et développement

Le 3mf (3D format de fabrication) émergé dans 2015 à partir d'un consortium de leaders de l'industrie, dont Microsoft, Autodesk, HP, 3Systèmes d, et Stratasys. Ce soutien puissant a été une réponse directe à la lente adoption de l'AMF, dans le but de créer un moderne, format largement pris en charge qui pourrait aborder les limites des normes plus anciennes tout en garantissant une large compatibilité.

Dans 2020, gouvernance du consortium 3MF transféré à la Fondation Linux, Renforcer son engagement à ouvrir les normes et la gouvernance neutre. Cette décision a contribué à soulager les préoccupations concernant le contrôle des entreprises sur le développement du format.

Capacités techniques

3MF s'appuie sur les forces de l'AMF et de l'OBJ tout en abordant leurs faiblesses:

• Stockage complet de données: Comme AMF, 3MF stocke la géométrie, couleur, matériels, et les métadonnées dans un seul fichier.
• Compression efficace: Utilisation de la compression basée sur la fermeture éclair, 3Les fichiers MF conservent des données riches tout en restant compact.
• Structure XML: La Fondation XML lisible par l'homme rend les fichiers 3MF plus faciles à développer et à déboguer que les formats binaires.
• Informations spécifiques à l'impression: 3MF peut inclure les paramètres de l'imprimante, Structures de soutien, et trancher les paramètres, rationalisation du flux de travail d'impression.
• Prévention des erreurs: Les règles de validation intégrées minimisent les problèmes de géométrie communes.
• Fonctionnalités de sécurité: Prend en charge le chiffrement de la protection de la propriété intellectuelle dans les applications sensibles.

Adoption et croissance actuelles

3MF a atteint une adoption beaucoup plus rapide que l'AMF, Merci en grande partie à son soutien à l'industrie. Packages de logiciels CAO majeurs (Fusion d'autodesk 360, Solide), seins (Traitement, Prusasliseur), et les fabricants d'imprimantes prennent désormais en charge 3MF. Bien qu'il n'ait pas encore remplacé STL comme norme universelle, 3MF devient rapidement le format préféré pour les workflows d'impression 3D professionnels.

Tailles de fichiers typiques

3Les fichiers MF varient généralement de 2 à 30 Mo, offrant un stockage efficace en raison de leur format comprimé. Cela les rend plus petits que les fichiers AMF comparables et souvent plus petits que les fichiers STL à haut niveau malgré plus d'informations.

Avantages de 3mf

• Soutien solide de l'industrie: Le soutien des principaux fabricants assure un développement et une compatibilité continues.
• Complet et compact: Rich Storage de données dans un format efficacement comprimé.
• Intégration de workflow: Peut inclure des paramètres spécifiques à l'imprimante pour la production rationalisée.
• Réduction des erreurs: Moins de problèmes de géométrie que STL, Réduire les besoins de réparation préalable.
• Compatibilité future: Conçu pour évoluer avec les progrès de la technologie d'impression 3D.

Limitations de 3mf

• Pas encore universel: Tout en grandissant, 3MF n'a pas le soutien universel absolu de STL.
• Courbe d'apprentissage: Certains utilisateurs habitués à STL trouvent que les fonctionnalités supplémentaires de 3MF sont initialement déroutantes.
• Implémentation variable: La prise en charge varie d'un logiciel à l'autre, avec certains programmes offrant une intégration plus complète de 3 MF que d'autres.

Analyse comparative: OBJ VS. STL VS. AMF VS. 3MF

Pour vous aider à choisir le bon format pour votre projet, Comparons ces quatre formats à travers les dimensions clés:

Tendances et préférences de l'industrie

L'adoption actuelle de l'industrie reflète les forces de chaque format:

• STL reste dominant dans l'impression 3D amateur, Partage de modèle en ligne, et le prototypage simple en raison de sa compatibilité universelle.
• Obj est préféré dans les domaines créatifs où la texture et les détails de couleur comptent, y compris la fabrication d'accessoires, cosplay, et visualisation architecturale.
• AMF a trouvé des applications de niche dans une fabrication spécialisée où ses avantages techniques justifient les défis de compatibilité.
• 3MF devient rapidement la norme dans les contextes professionnels, avec une forte croissance de l'ingénierie, développement, et l'impression 3D industrielle.

Considérations pratiques pour la sélection du format

Le choix du bon format dépend de plusieurs facteurs pratiques:

Exigences du projet

• Pour prototypes simples ou projets débutants, STL reste le choix le plus simple en raison de son soutien universel.
• Pour modèles artistiques ou imprimés multicolores, OBJ fonctionne bien si vous êtes à l'aise de gérer des fichiers matériels séparés.
• Pour génie professionnel ou imprimés multi-matériaux complexes, 3MF offre la meilleure combinaison de fonctionnalités et de compatibilité.
• Pour Applications techniques avancées avec un support logiciel spécifique, L'AMF peut fournir une précision géométrique supérieure.

Compatibilité des logiciels et du matériel

Vérifiez toujours vos outils de workflow:

• Vérifiez que votre logiciel CAO peut exporter vers le format choisi.
• Confirmez que votre logiciel Sliner prend entièrement en charge les fonctionnalités du format (en particulier les données de couleur et de matériau).
• Vérifiez les spécifications de votre imprimante 3D pour les formats recommandés.

Taille du fichier et alimentation de traitement

Considérez vos limitations matérielles:

• Les fichiers STL avec un nombre de triangle extrêmement élevé peuvent ralentir les ordinateurs plus anciens.
• Les fichiers OBJ complexes avec plusieurs textures peuvent nécessiter un matériel puissant pour l'édition en douceur.
• 3La compression efficace de MF facilite la gestion, Modèles détaillés sur le matériel modeste.

À l'épreuve du futur

Pour les projets à long terme, Considérez comment les formats peuvent évoluer:

• STL restera utilisable mais peut manquer de fonctionnalités pour les technologies émergentes.
• 3MF est positionné pour devenir la nouvelle norme et verra probablement un développement et une adoption continus.

Perspective de la technologie Yigu

À la technologie Yigu, Nous reconnaissons que les formats de fichiers d'impression 3D sont fondamentaux à une fabrication additive réussie. Alors que STL reste utile pour des applications simples, Nous voyons 3MF émerger comme la norme future, Offrir une gestion supérieure des données et une efficacité de flux de travail. Nous vous recommandons d'adopter 3MF pour des projets professionnels pour tirer parti de ses fonctionnalités complètes tout en garantissant la compatibilité avec l'évolution des technologies. Le choix du bon format a un impact direct sur la qualité de l'impression, efficacité du flux de travail, et la possibilité de tirer parti des capacités d'impression 3D avancées.

Questions fréquemment posées

T1: Quel format de fichier d'impression 3D devrait commencer par les débutants?

A1: Les débutants devraient commencer par STL en raison de sa compatibilité universelle, structure simple, et un support généralisé dans toutes les imprimantes 3D et les logiciels. C'est le format le plus simple avec lequel travailler lors de l'apprentissage des bases de l'impression 3D.

T2: Puis-je convertir entre différents formats de fichiers d'impression 3D?

A2: Oui, La plupart des logiciels de modélisation 3D permettent une conversion entre les formats, Mais certaines données peuvent être perdues dans la traduction. La conversion en STL à partir d'autres formats supprime les données de couleur et de matériau, Bien que la conversion en 3MF à partir de formats plus simples n'ajoutera pas de détails qui n'étaient pas dans le fichier d'origine.

T3: Les fichiers STL deviendront-ils obsolètes à l'avenir?

A3: Tandis que 3mf se développe rapidement, Il est peu probable que le STL disparaisse complètement en raison de sa bibliothèque existante massive de modèles et de la compatibilité universelle. Cependant, Les flux de travail professionnels adoptent de plus en plus 3MF, et STL peut éventuellement devenir secondaire à des formats plus avancés.