【3D打印百科】关于STL格式的那些事儿

目前的桌面级3D打印机主要以识别STL格式的3D模型文件为主，3DMAX、Maya、AutoCAD、Solidworks等三维设计软件都可以导出这种格式的文件，之后把STL格式的3D文件导入到Cura中就可以生成3D打印机可执行的gcode代码，进而即可进行3D打印操作。

 

那么你真的了解STL文件格式吗？

 

①关于什么是STL格式？

STL文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。 它的文件格式非常简单， 应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。

 

 

这些文件通常由计算机辅助设计（CAD）程序生成，作为3D建模过程的最终产品。"STL“是STL文件格式的文件扩展名。STL文件格式由3D Systems发明，是3D打印机的标准三角语言。所有的成型机都可以接收STL文件格式进行打印。

 

简而言之，STL文件存储有关3D模型的信息。此格式仅描述三维对象的表面几何，而不表示颜色，纹理或其他常见模型属性。

 

STL文件格式是3D打印最常用的文件格式。当与3D切片器结合使用时，它允许计算机与SLA3D打印机硬件通信。STL文件格式起初很少，已被许多其他CAD软件包采用和支持，如今已被广泛用于快速原型制作，3D打印和计算机辅助制造。业余爱好者和专业人士都使用它。基本思想是使用小三角形（也称为“小平面”）对3D模型的二维外表面进行细分，并将关于小平面的信息存储在文件中。

 

让我们看几个例子来理解它是如何工作的。例如，如果您有一个简单的3D立方体，则可以由12个三角形覆盖，如下图所示。如您所见，每个面有两个三角形。由于立方体有六个面，因此最多可添加12个三角形。

 

 

 

 

如果您有一个球体的3D模型，那么它可以被许多小三角形所覆盖，也会在同一图像中显示。

 

STL文件格式近似具有三角形的CAD模型的表面。近似值永远不会完美，并且刻面会为模型引入粗糙度。

 

3D打印机将以与STL文件指定的粗糙度相同的方式打印对象。当然，通过使三角形越来越小，可以使近似变得更好和更好，从而产生高质量的打印。但是，当您减小三角形的大小时，覆盖表面所需的三角形数量也会增加。这导致3D打印机无法处理的巨大STL文件。分享或上传像这样的大文件也是一种痛苦。

 

 

 

②关于STL文件的精度问题

 

当保存了STL文件之后，所有设计的表面和曲线都会被取代并转换成网状。网格由一系列的三角形组成，代表着设计原型中的精确几何含义。STL文件是由许多三角面片组成的，用大量的三角形来无限逼近目标曲线曲面。既然是一种近似，则文件本身必有误差。这也就是为什么STL文件本身也是有精度的，或者说有分辨率的，使用的三角面片越多，越逼近真实值，但是文件通常也非常大，电脑和3D打印机都非常难处理；使用的三角面过少，则可能精度过低，误差大。所以STL文件需要有合适的精度，考虑到3D打印机的精度，通常STL文件的精度控制在0.05以内是比较合适的。

 

STL文件太大会导致cura切不了，STL文件太大的原因多是由于面数太多这种情况下，可以对文件进行减面处理。由于打印本身有物理精度，面数太高或者太低，都对打印不是很好，要调整到适当的面数。因此，在文件大小和打印质量之间找到适当的平衡是非常重要的。

 

③关于STL文件的导出问题

 

导出STL文件时，大多数CAD软件都提供了一些设置。这些设置控制构面的大小，从而控制打印质量和文件大小。让我们深入研究最重要的设置并找出它们的最佳值。由STL文件的特点可知，导出STL模型的精度与三角形面片的尺寸直接相关。三角形面片尺寸越小、数量越多，则模型越接近原始CAD曲面。当模型存在复杂曲面时，导出精度过低会使模型偏离较大，有时会产生STL模型的错误与缺陷。在导出STL文件时，尽量提高导出模型的精度，过密集的三角面片很方便在Magics软件中简化。实体造型得到的CAD模型导出STL文件一般错误较少，曲面造型方式则容易出现各种问题。建模时优先考虑实体建模方式，或者曲面建模后再转实体。导出实体前要尽量布尔运算，以减小模型修复工作量。

 

在导出STL文件格式时，有时会报告“错误”。这些错误并非发生在阶段，而是真实存在于该文件的对象中。像软件编译器会检查编程错误一样，三维打印机或STL浏览器同样会检查STL文件。如果机器在建设模型的过程中遇到问题文件，就会崩溃并停止，因为文件中截面有损坏，从而导致打印的失败。

 

在用软件导出STL文件时还需要注意一些问题：

1、首先，我们需要在3Dmax或者其他的三维模型设计软件里面设计出我们想要打印的三维模型，模型的长宽高最好成比例，这样以便于在生成Gcode格式的文件的时候使打印出的模型更美观一些。

2、其次，设计好我们想要的模型之后，接下来我们就需要将模型导出为STL格式的文件了。这一点是最值得我们重视的(在这里以3Dmax 2010三维软件为例进行介绍)，在导出的时候会出现选择提示，如下图所示，这时我们需要去掉“仅选定”复选项，在“二进制”和“ASCII”两个选项上，建议大家选择“二进制”。主要是因为，使用“二进制”选项生成的STL格式文件较小，不会影响到Cura、Repetier Host等软件的打开速度及Gcode代码的生成速度，更节省时间。

3、最后，提醒广大3D打印机爱好者：在3D打印机工作时，模型越大越精致生成Gcode代码的时间更长，这也是追求更好品质的人士的选择。

 

④STL格式作为3D打印标准格式的原因

 

STL格式成为3D打印领域标准格式原因有两方面。一方面格式简单STL文件仅仅只存放CAD模型表面的离散三角形面片信息，并对这些三角形面片的存储顺序不做要求，简单来说就是STL文件只有一种构成因素—三角面片，不涉及复杂的数据结构。另一方面，与CAD建模方法无关目前商用CAD建模系统无论采用哪种表示方法，模型的内部表示格式都非常复杂，但它表达的三维模型表面都可以离散成三角形片面并输出STL格式。

 

3D格式转换下载下来的文件如果不是STL的怎么办？

可以学会用三维软件进行转换噢~

 

 

软件应用小贴士

 

 

 

 

• 3DMax    

1.选中模型;

2.文件-导出-格式选择STL

3.OK

 

• Alibre：

1. 文件-File

2.导出-Export  

3. 保存为-Save As > STL

4. 输入文件名-Enter File Name  

5. 保存-Save

• Ashlar-Vellum：

1. 文件-导出 File > Export…

2. 选择STL导出格式-Select STL Export Type  

3. 选择二进制选项并点OK - Set Export Options to Binary

4. 输入文件名 Enter Filename

5. 保存 Save

 

• AutoCAD  ：

 您的设计必须是三维实物，并且坐标值都为正

1. 保证目标是正空间（坐标值为正）

2. 在命令行输入“FACETRES”

3. 输入1到10之间一个数，1表示低分辨率，10表示高分辨率

4. 在命令行输入 “STLOUT”

5. 选择目标模型

6. 输入"Y"表示输出二进制

7. 输入文件名-保存

• Autodesk Inventor

1. 保存为 Save Copy As

2. 选STL Select STL

3. 选项选择高 Choose Options > Set to High

4. 输入文件名 Enter Filename

5. 保存 Save

• CADKey  

1. 从Export（输出）中选择Stereolithography（立体光刻）

2. 输入文件名

3. 点OK

 

• Catia

1.选择STL命令

2. 最大Sag=0.0125 mm

3. 选择要转化为STL的零件

4. 点击YES, 选择输出（export）

5. 输入文件名输出STL文件

• I-DEAS      

1. 文件 File > 输出 Export > 快速成型文件 Rapid Prototype File > OK

2. 选择要导出的模型 Select the Part to be Prototyped

3. 选择成型设备 Select Prototype Device > SLA500.dat > OK

4. 设置绝对面片精度到0.000395 Set absolute facet deviation to 0.000395

5. 选择二进制 Select Binary > OK

• IronCAD

1. 右键点击要输出的零件Right Click on the part

2. 零件性质 Part Properties > 生成 Rendering

3. 设置面片表面光滑到150 Set Facet Surface Smoothing to 150

4. 文件 File > 输出 Export

5. 选择STL文件 Choose .STL

• Mechanical Desktop

使用AMSTLOUT命令输出STL文件

      1.Angular Tolerance（角度差）-- 设定相邻面片间的最大角度差值，默认15度，减少可以提供STL文件的精度

      2.Aspect Ratio（形状比例）--该参数控制三角面片的高度比。1标志三角面片的高度不超过宽度。默认值为0，忽略。

      3.Surface Tolerance（表面精度）--控制三角面片的边与实际模型的最大误差。设定为0.0000,将忽略该参数。

      4.Vertex Spacing（顶点间距）--控制三角面片边的长度。默认为0.0000，忽略。

• ProE / ProEngineer        

      1. 文件 File > 输出 Export > 模型（或文件）Model (or File > Save a Copy)

      2. 选择STL格式 Set type to STL

      3. 设置弦高（chord height）为0。然后该值会被系统自动设定为可接受的最小值。

      4. 设置角度控制为1

      5. 选择文件名

      6. OK

• ProE Wildfire  

     1. 文件 File > 保存为 Save a Copy > 模型Model

      2. 选择STL格式 Change type to STL (*.STL)

      3. 设置弦高（chord height）为0。然后该值会被系统自动设定为可接受的最小值。

      4. 设置角度控制为1.5

      5. 选择文件名

      6. OK

• Rhino

     1. File > Save As Select File Type > STL

      2. 输入 STL 文件的名称

      3. 保存 Save

      4. 选择 Binary STL Files（二进制STL文件）

• SolidDesigner

     1. File > Save

      2. 选择文件类型 File Type > STL

      3. 选择 Data

      4. 点击 OK

• ScanIP

     1. File > Export > STL…

      2. 选择导出部分和导出部分的设置

      3. 导出 Export

      4. 输入文件名

      5. 保存 Save

• SolidEdge

       1. File > Save As

      2. 将保存文件格式设置为STL

      3. 点击选项Options

      4. 将转换容忍度Conversion Tolerance设置为0.0254mm

      5. 将表面二维角度Surface Plane Angle 设置为 45.00

      6. 保存Save

• SolidWorks  

         1. 文件 File > 保存为 Save As

      2. 选择STL后缀

      3. 选项 Options > 分辨率 Resolution > 高 Fine > OK

      4. 保存 Save

• Think3

      1. File > Save As

      2. 将保存文件类型设置为STL

      3. 保存 Save

• Unigraphics

      1. File（文件） > Export（输出） > Rapid Prototyping（快速原型）->设定类型为Binary（二进制）

      2. 设定Triangle Tolerance（三角误差）为0.0025

      3. 设定Adjacency Tolerance（邻接误差）为0.12

      4. 设定Auto Normal Gen（自动法向生成）为On（开启）

      5. 设定Normal Display（法向显示）为Off（关闭）

      6. 设定Triangle Display（三角显示）为On（开启）