Nicht jede digitale Datei ist gleich. Obwohl STL lange Zeit das Hauptarbeitstier des 3D-Drucks war, sind mehrere andere Dateiformate aufgetaucht, jedes mit eigenen Vor- und Nachteilen. Die Verwendung des falschen Formats kann zu fehlerhaften Drucken und Ärger führen, egal ob Sie ein vollfarbiges Kunstwerk oder einen funktionalen Prototyp drucken. Dieser Leitfaden behandelt die Grundlagen.
Was sind 3D-Druckdateien?
Im Wesentlichen ist eine 3D-Modelldatei eine digitale Nachbildung eines dreidimensionalen Objekts. Das Programm Ihres 3D-Druckers, allgemein als Slicer bekannt, sieht Kurven und Oberflächen daher anders als ein Videospiel oder ein CAD-Tool. Stattdessen benötigt es einen bestimmten Satz geometrischer Informationen.
Die gängigen 3D-Drucker-Dateiformate
Dieser Abschnitt ist entscheidend für das Verständnis Ihrer Optionen. Im Folgenden finden Sie eine Aufschlüsselung der vier gängigsten Dateiformate im Verbraucher- und professionellen 3D-Druck, von STL-Dateien für den 3D-Druck bis hin zu anderen, selteneren 3D-Druckdateitypen.
.STL-Datei
Seit den 1980er Jahren ist das STL-Dateiformat der Standard im 3D-Druck. Es repräsentiert die Oberflächengeometrie eines 3D-Objekts mithilfe eines Netzes kleiner Dreiecke. Größere Dateien entstehen durch mehr Dreiecke, aber glattere Oberflächen. Insbesondere bietet es keine Skalierungs-, Farb- oder Texturdaten.
Vorteile:
- Es wird von praktisch jeder 3D-Drucksoftware, jedem Slicer und Online-Datenbanken wie Thingiverse oder Printables unterstützt.
- Seine einfache Natur macht es für Software einfach zu verarbeiten und zu slicen.
- Es ist ein ausgereiftes, gut verstandenes Format mit einem riesigen Ökosystem an Unterstützung.
Nachteile:
- Es kann keine Farb-, Textur- oder Multimaterialdaten speichern.
- Der Triangulationsprozess nähert gekrümmte Oberflächen an, was bedeutet, dass er niemals perfekt genau sein kann. Beim Konvertieren in STL verliert ein hochauflösendes STL-Modellformat ein gewisses Maß an Details.
- Die Datei bietet keine Einheitenangabe (mm oder Zoll), was gelegentlich zu Skalierungsproblemen führt, wenn sie nicht ordnungsgemäß im Slicer konfiguriert ist.
Anwendbare Szenarien:
STL-Dateien sind perfekt für Anfänger, die einfarbige, einmaterialige Objekte drucken möchten. Das Format ist auch ideal für funktionale Teile, bei denen Farbe und Textur irrelevant sind. Schließlich ist es aufgrund seiner universellen Kompatibilität zum Standardformat für den Online-Austausch von Designs geworden.
.OBJ-Datei
Das OBJ-Dateiformat, das mehr Vielseitigkeit bietet, ist eine Weiterentwicklung von STL. Es ist eine gängige Option im Druck und in fortgeschrittenen 3D-Visualisierungen. 3D-Geometrieinformationen können in einer OBJ-Datei gespeichert werden, ähnlich wie bei STL. Aber es ist auch flexibler, da es Daten über Texturen, Materialien und Farben speichern kann. Dies wird erreicht, indem es auf eine begleitende MTL-Datei verweist, die die 3D-Druckermaterial- und Farbdefinitionen enthält.
Vorteile:
- Der Hauptvorteil ist, dass OBJ-Dateien den Druck komplexer Figuren oder vollfarbiger Sandsteinmodelle ermöglichen, da sie Textur und Farbe aufnehmen können.
- Obwohl diese Funktionalität nicht immer in 3D-Druckeinstellungen verwendet wird, kann sie auch Kurven und Oberflächen genauer darstellen als STL mit mathematischen Kurven.
Nachteile:
- Die Verwaltung eines OBJ-Modells ist etwas komplizierter, da es typischerweise aus der .obj-Datei, der .mtl-Datei und unabhängigen Bilddateien für Texturen besteht.
- Das Einschließen von Farb- und Texturinformationen kann die Dateigröße erheblich erhöhen.
- Es kann Farbe verwalten, ist aber nicht so leistungsfähig wie 3MF für die Einrichtung komplizierter Mehrmaterial-Druckanordnungen (wie z. B. verschiedene Filamentzuweisungen).
Anwendbare Szenarien:
3D-gedruckte Skulpturen, Figuren oder topografische Karten, bei denen Farbinformationen wesentlich sind, profitieren von OBJ-Dateien. Wenn die Oberfläche des Drucks eine bestimmte visuelle Textur erfordert, wie z. B. Holzmaserung oder Stoff, funktionieren sie auch hervorragend.
.3MF-Datei
Der zeitgemäße, bewusst entworfene Nachfolger von STL ist das 3MF 3D Manufacturing Format. Dieses Format liegt in einem XML-basierten Datenpaket vor, meist einem Zip-Archiv, das alle Daten eines Modells in einem Archiv enthält. Dazu gehören Geometrie, Materialfarben, Texturen und sogar Druckeinstellungen wie Füllmuster, Spezifikationen der Stützstruktur und Skalierung.
Vorteile:
- Alles, was zur Beschreibung des Druckauftrags benötigt wird, ist in einer einzigen Datei enthalten, wodurch die Dateiverwaltungsprobleme von OBJ entfallen.
- Natürlich ermöglicht es eine Vielzahl von Farben, Texturen und Materialien.
- Es ist so konzipiert, dass es „wasserdicht“ und selbstbeschreibend ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern wie nicht-mannigfaltigen Kanten, die STL-Dateien beeinträchtigen könnten, verringert wird.
- Da es XML-basiert ist, können die Daten bei Bedarf mit einem Texteditor untersucht und geändert werden.
Nachteile:
- Obwohl die Verbreitung schnell zunimmt, ist es noch nicht so weit verbreitet wie STL, insbesondere bei sehr alten Computern oder Druckern.
- Es ist im Vergleich zu anderen Formaten auch komplexer, während es in vielen Fällen auch größere Dateigrößen hat.
Anwendbare Szenarien:
Dieser Dateityp ist oft die beste Wahl für moderne Drucker mit Dual-Extrudern oder MMU-Systemen. Er ist auch ideal für Benutzer, die einen vollständigen, eindeutigen Druckauftrag an einen Dienstleister oder Kollegen weitergeben müssen. Er ist sogar perfekt, um ein Projekt zu speichern, wobei nicht nur die Geometrie, sondern auch die beabsichtigten Material- und Farbwahlen erhalten bleiben.
Was ist das beste Format für den 3D-Druck?
Hier ist eine Analyse verschiedener Faktoren, die Ihnen bei der Auswahl helfen.
Aus der Perspektive des Erfahrungslevels des Benutzers:
STL ist die Standard- und beste Wahl. Angesichts seiner Universalität wird es von jeder Slicing-Software geöffnet, und jede Anleitung oder jedes Handbuch, dem Sie folgen, wird es verwenden. Es vereinfacht den Prozess und ermöglicht es Ihnen, sich auf das Erlernen der Grundlagen des Druckens zu konzentrieren.
Sie werden auf Projekte stoßen, bei denen STL an seine Grenzen stößt, wenn Sie sich weiterentwickeln. STL ist immer noch hilfreich für den allgemeinen Druck, aber Sie sollten anfangen, mit 3MF zu experimentieren. Indem es die Druckeinstellungen mit dem Modell speichert, vereinfacht es Prozesse und erspart Ihnen, den Slicer jedes Mal neu konfigurieren zu müssen, wenn Sie eine Datei erneut öffnen.
Aus dem Faktor der Modelltypen:
Für einfache und funktionale Teile ist STL völlig ausreichend. Farbe und Textur sind irrelevant, und die Einfachheit des Formats ist ein Vorteil. Wenn Sie eine vorab unterstützte Tabletop-Miniatur drucken, wird der Designer sie wahrscheinlich in STL für maximale Kompatibilität bereitstellen. Wenn Sie jedoch Ihre eigene vollfarbige Skulptur erstellen, benötigen Sie OBJ, um die gemalten Texturen zu erhalten.
Aus dem Faktor Materialien:
STL ist ein makelloses Format, wenn es darum geht, mit einem einzigen Material zu drucken, da es einfach zu bedienen, weit verbreitet und insgesamt sehr effizient ist.
Umgekehrt ist 3MF die bessere Wahl für mehrere Materialien oder Farben. Seine Fähigkeit, Materialeigenschaften zu kodieren, garantiert, dass das richtige Filament dem richtigen Abschnitt des Modells zugewiesen wird, wodurch Fehler und Einrichtungszeit minimiert werden.
Unsere Empfehlung
Beginnen Sie mit STL. Selbst wenn Sie sich 3mf vs. STL ansehen, ist es die Standardsprache des 3D-Drucks. Meistern Sie die Grundlagen des Slicens und Druckens damit. Wechseln Sie zu 3MF für komplexe Projekte. Wenn Ihr Druck mehrere Farben, mehrere Materialien umfasst oder wenn Sie Ihre präzisen Slicer-Einstellungen zusammen mit dem Modell speichern möchten, wechseln Sie zu 3MF. Und bleiben Sie bei OBJ für vollfarbige, texturierte Modelle.
Andere 3D-Druckdateiformate
Obwohl STL, OBJ und 3MF die gängigsten für den Druckprozess selbst sind, werden Sie in Ihrem Workflow auf andere wichtige Dateitypen für verschiedene 3D-Drucker-Dateitypen stoßen.
.AMF-Datei
Das AMF-Format war ein weiterer Versuch, einen modernen Ersatz für STL zu schaffen. Eine AMF-Datei ist ein XML-basiertes Format, das die Geometrie, das Material, die Farbe und sogar Gitter und Verläufe des Objekts beschreibt. Wie 3MF ist es als eine einzige, umfassende Datei für die additive Fertigung konzipiert. Es kann gekrümmte Dreiecke beschreiben, was eine genauere Darstellung einer Oberfläche mit kleineren Dateigrößen im Vergleich zu den flachen Dreiecken von STL ermöglicht. Und es unterstützt Funktionen wie Farbverläufe und variierende Materialeigenschaften über ein einzelnes Objekt hinweg.
Obwohl es sich um einen ASTM-Standard (American Society for Testing and Materials) handelt, erhielt es nie die umfangreiche Unterstützung, die 3MF von großen Software- und Hardwareunternehmen genießt. Im Vergleich zu 3MF ist es weniger wahrscheinlich, dass gängige Slicer eine starke AMF-Unterstützung enthalten.
Es ist immer noch ein Format für bestimmte industrielle oder Forschungsanwendungen, die seine speziellen Gradienteneigenschaften in 3D-Druckerdateien erfordern, aber es wird nicht für den regelmäßigen Verbrauchergebrauch empfohlen, da die Akzeptanz und andere Elemente eine zu große Rolle spielen, um dieses Format obsolet zu machen.
.STEP- oder .STP-Datei
Das STEP-Format ist der Industriestandard für den Austausch von 3D-Modellen zwischen professionellen CAD-Anwendungen wie SolidWorks, Fusion 360 und Onshape. Eine STEP-Datei enthält neben der vollständigen, korrekten parametrischen Geometrie eines Modells auch das „Rezept“ für die Erstellung von Volumenkörpern, Kurven und Abmessungen, anders als STL.
Sie können keine STEP-Datei direkt ausgeben. Sie müssen sie zuerst in ein CAD- oder Slicer-Programm importieren, das sie dann als STL- oder 3MF-Datei zum Drucken exportieren kann. Es ist die Anordnung, die Sie in einem professionellen Designkontext zum Bearbeiten und Zusammenarbeiten verwenden, nicht für die letzte Druckphase.
.X3D-Datei
Das offene, XML-basierte X3D-Format ist ein XML-basiertes Dateiformat, das dreidimensionale Computergrafiken darstellt. Es folgt dem älteren VRML (Virtual Reality Modeling Language).
Webbasierte 3D-Anwendungen, interaktive Simulationen und Datenvisualisierung hängen alle hauptsächlich von X3D ab.
Obwohl es 3D-Geometrie und entsprechende 3D-Dateien für den Druck darstellen kann, ist es keine weit verbreitete Form in der 3D-Druckumgebung. Sie könnten es treffen, wenn Sie 3D-Daten von einer wissenschaftlichen oder webbasierten Seite extrahieren.
Fazit
Das traditionelle STL bleibt ein zuverlässiges und weltweit bewährtes Arbeitstier für die meisten gängigen Drucke. Das 3MF-Format, das die Zukunft repräsentiert, bietet eine robuste All-in-One-Lösung, die Fehler reduziert und das Wissen maximiert.
Wenn Sie die Vor- und Nachteile von STL, OBJ und 3MF kennen, können Sie mit Sicherheit das am besten geeignete 3D-Drucker-Dateiformat für die Aufgabe auswählen und sicherstellen, dass Ihr endgültiger Druck genau dem entspricht, was Sie beabsichtigt haben.