Koniec formatu STL? Czyli jak HP wspiera rozwój nowego formatu druku 3D

3MF czyli uniwersalny zapis projektu 3D

Rozwój technologii addytywnych wymaga odpowiednich programów do modelowania, które mają zmaterializować trójwymiarowe wydruki. Podstawowym rozszerzeniem, które od lat 80-tych dominuje w projektowaniu do druku 3D, jest format .STL, gdzie obiekt przestrzenny reprezentowany jest przez siatkę trójkątów (tzw. teselacja), aproksymujących naszą geometrię. Ponadto każdy z trójkątów posiada wektor normalny do powierzchni, informujący o kierunku istnienia bryły.

STL czyli przeniesienie modelu 3d do druku 3D

Format .STL pozwala na przeniesienie projektu do druku 3D, ale odkąd powstał przeszło 30 lat temu, nie ulegał większym zmianom. Jego skomplikowany i redundantny sposób reprezentacji danych jest jednym z najbardziej kłopotliwych formatów plików przeznaczonych do druku 3d. Często, eksportowana geometria o skomplikowanym kształcie (np. wynikającym z modelowania swobodnego) ulega uszkodzeniu i wymaga naprawy, co powoduje poszukiwanie nowego, łatwiejszego i bardziej wydajnego sposobu uniwersalnej reprezentacji cyfrowej przestrzennych modeli.

Modelowanie ortezy

 

 

Dla usprawnienia procesu drukowania addytywnego w 2015 roku czterech największych światowych dostawców IT oraz firmy technologiczne w sektorze druku 3D – Microsoft, Hewlett-Packard, Dassault Systèmes i Autodesk współpracują ze specjalistami od druku 3D FIT / Netfabb , Shapeways i SLM Solutions, razem opracowując nowy format pliku, opartego na XML, który ma zastąpić .stl , .obj , .AMF , .VRML i inne formaty 3D, w celu zmniejszenia problemów związanych ze współdziałaniem oraz dodaniem informacji o materiałach i kolorach, których brakowało w innych formatach. Powstało konsorcjum o nazwie 3MF.

Format 3MF

Format 3MF ma łączyć w sobie wszystkie zalety różnych formatów plików 3D, choć został opracowany głównie do naprawy plików STL, które według programu przygotowującego model do druku, tego wymagały. Najczęstszą przyczyną wadliwych plików w wypadku tego spopularyzowanego formatu, są tak zwane dziury, czyli niedomknięcia powierzchni, jak również wszelkiego rodzaju „zbłąkane”, nadmiarowe powierzchnie. Przygotowanie pliku z projektem 3D do wydruku wymagało wtedy skorzystania z dodatkowego oprogramowania, które poradzi sobie z usunięciem błędów.

3D Tools – innowacyjne funkcje

Obecnie na rynku jest dostępnych wiele narzędzi do naprawy plików STL. Microsoft jako współzałożyciel konsorcjum 3MF na bazie tego projektu stworzył narzędzie 3D Tools. Oprogramowanie ma nowoczesną, łatwą w użyciu grafikę i innowacyjne funkcje, takie jak zagnieżdżanie 3D i sprawdzanie kolizji oraz kontrolę odległości w celu zautomatyzowanego i bezpiecznego „montażu” przestrzeni. Dynamiczna analiza chropowatości umożliwia użytkownikowi określenie optymalnego wyrównania komponentów w ciągu kilku sekund, aby uzyskać najlepszą możliwą powierzchnię. Dodatkowy moduł jest wykorzystywany do automatycznego generowania geometrii podparcia, co jest niezbędne przede wszystkim dla FDM i typowych procesów spiekania laserowego. Baza danych know-how systemu zawiera standardowe dane urządzenia i informacje o odpowiedniej metodzie, dzięki czemu ważne parametry są wstępnie ustawiane podczas wybierania maszyny do druku. Oprogramowanie obejmuje również generowanie tekstury w oparciu o dokładną geometrię, która bardzo szczegółowo i łatwo definiuje przejścia na powierzchniach. Dla systemu jest już dostępnych ponad 5000 predefiniowanych tekstur. Szczególnie w połączeniu z technologiami o wysokiej rozdzielczości, takimi jak HP Multi Jet Fusion, tworzone są imponujące komponenty, których nie można wyprodukować inną metodą.

Modelowanie prototypowego elementu mechanicznego

STL vs. 3MF

Według szefa oprogramowania w HP 3D Printing – Luisa Baldeza, prace rozwojowe nad nowym formatem pliku, dedykowanym przestrzennym wydrukom, zmierzały w kierunku stworzenia bardziej uniwersalnego sposobu zapisu, który będzie pozwalał na większą liczbę danych takich jak kolorystyka (np. w postaci bitmapy), tekstura oraz rodzaj materiału, z jakiego detal powinien zostać wydrukowany, a to z kolei implikuje wybór technologii, która powinna zostać użyta, skala lub jednostka miary, w jakich model został wyeksportowany, dane projektanta oraz historia zmian jakie zachodziły w pliku. HP w obszarze druku 3D dąży od początku do stworzenia środowiska dedykowanego produkcji addytywnej, włączając oprogramowanie jako integralną składową, istotną w automatyzacji i optymalizacji procesów. W ciągu 4 lat specyfikacja źródła formatu 3MF znacząco się nie zmieniła, jednak dostępność kolejnych rozszerzeń odzwierciedla rozwój technologii addytywnych – od obsługi koloru i materiałów, przez ustawienia / informacje dla cięcia i produkcji detalu po topologię.

3MF – odpowiednik formatu PDF w druku 3D?

Zaawansowane technologie addytywne takie jak MJF od HP, oferują nieznane dotąd możliwości wytwarzania, niedostępne dla technik ubytkowych. Celem powstałego konsorcjum 3MF jest stworzenie formatu, który jest w stanie opisać wszystko, co można zrobić za pomocą dowolnej technologii przyrostowej. Standaryzacja metod projektowania i zapisu danych toproces, który podobnie jak w przypadku druku 2D musi się stabilizować przez lata – porównując doświadczenia 3MF do formatu PDF, nie ma co do tego żadnych wątpliwości, ale zaangażowanie takich firm jak Microsoft, HP i Autodesk oraz Siemens dobrze wróży na przyszłość tym firmom, które zamierzają się skupić się na innowacjach zamiast na podstawowych problemach związanych z interoperacyjnością. Jako dystrybutor technologii Multi Jet Fusion – HP3D.pl dostrzegamy konieczność rekomendacji używania nowego formatu 3MF, aby zwiększyć jego adaptację i tym samym wyeliminować przestarzały i nie przystający do zaawansowanych możliwości najnowszych technologii 3D format STL, o czym przekonujemy podczas Warsztatów 3D, gdzie uczestnicy mogą sami przygotować plik z projektem modelu do wydruku, a następnie w ramach części praktycznej zweryfikować jego poprawność.

Komentarze