多面体形式が必要な理由

設計と解析の段階に続いて、コンピューター支援設計 (CAD) ファイルは通常、3D プリンターでの準備と製造のために多面体ファイル形式に変換されます。 STL (STereoLithography または Standard Tessellation Language) は最も一般的な多面体ファイル形式であり、元々は 1987 年に CAD ファイルを 3D プリンター用の読み取り可能な形式に変換するために開発されました。

全体として、STL には設計意図を保持するという点で限界があることに疑いの余地はありません。実際、STL は、色、テクスチャ、その他のデザイン要素を含まない 3D オブジェクトの表面ジオメトリのみを読み取ることができます。このため、Microsoft などは代替手段として 3MF を推し進めようとしています。

しかし、STL の普遍性と永続的な使用により、多くのエンジニアリング チーム、製造業者、大学が今日頼りにしている実証済みの形式になっています。

STL とは?

STL は 30 年前に導入され、CAD スイートで設計された 3D オブジェクトをステレオリソグラフィー 3D プリンターで使用できるように変換しました。それ以来、STL は、押し出しや噴射などの異なる技術で構築されたものを含む、複数世代の 3D プリンターに広がっています。

STL の利点は、IGES と同様に、アディティブ マニュファクチャリング業界で広く採用されていることです。これにより、ファイル修復の必要性を最小限に抑えながら、製品デザイナーや製造パートナーなどの異なる組織 (およびワークフロー) 間でファイルを共有できます (各関係者が使用するツールに適切なソフトウェアが統合されている場合)。

STL は、バイナリ形式と ASCII (情報交換用の米国標準コード) の 2 つの形式のいずれかでエンコードします。バイナリを使用すると、より小さいファイル サイズを保存できますが (3D プリンターへの読み込みが容易になります)、ASCII が求められます。これは、読みやすく、改良が可能であるためです。

ただし、STL には限界があります。

まず、STL はテセレーションによって 3D オブジェクトの表面ジオメトリのみをエンコードします。つまり、元のデザインの色、テクスチャ、その他のデザイン要素は省略されます。

第 2 に、STL で行われた変更 (サポート構造の変更や印刷可能性のためのその他の編集など) は、CAD で作成された元のファイルに自動的には戻りません。一貫性を維持するには、最初に CAD ファイルを変更する必要がありますが、これは一方通行で非効率的なプロセスです。

第三に、STL はメッシュ トポロジを保存できません。たとえば、ASCII 形式を使用して 3D オブジェクトの粗さを減らすと (つまり、三角形の数を増やすことで)、結果のファイルは、ほとんどの 3D プリンターで処理するには非常に大きくなる可能性があります。あなたは基本的に、理想的な改良と STL の実際的な限界との間で妥協しなければならないというボトルネックに陥っています。

最後に、STL には、知的財産や 3D オブジェクトの元の設計者に関する情報など、元の CAD ファイルのメタデータが含まれていません。

STL の代替ファイル形式

OBJ、VRML、FBX など、STL に代わる多数のファイル形式があります。しかし、間違いなく、STL に取って代わる主要な動きは 3MF コンソーシアムによって先頭に立っています。

3MF コンソーシアムは、STL とは異なり、元の 3D オブジェクトの完全な設計意図を読み取ることができる 3MF ファイル形式を推進しています。これには、色、テクスチャ、およびメタデータが含まれます。これにより、新興および次世代の 3D プリンターが、SolidWorks などの高度な CAD スイートで作成された詳細な 3D オブジェクトを簡単に、そして完全に忠実に読み取ることができるようになります。

技術的には、3MF は非常に有望です。まず、XML の ASCII (バイナリではなく) を 2 倍にして、最終的なファイルのサイズを膨らませることなく、完全な忠実度の詳細と洗練の両方を可能にします。第二に、新しい 3D 印刷技術と概念に合わせて拡張できるように設計されています。

ただし、3MF は将来の要因です。今日でも、STL は 3D プリント用に CAD スイートで作成されたファイルを準備するための主力製品です。したがって、アプリケーションと 3D プリンターは、理想的には将来を見据えながら、今日の標準の使用を完成させることに重点を置くことが不可欠です。

ワークフローは依然として STL を活用

STL の制限にもかかわらず、多くのアディティブ マニュファクチャリング ワークフローは依然として STL を活用しています。実際、STL 固有の制限がいくつかの点で有利であることも考慮する必要があります。

まず、完全な設計意図がなく、バイナリでエンコードされた (つまり、粗さがほとんど考慮されていない) ベアボーン 3D オブジェクト ファイルは、プロトタイピング段階では問題にならない場合があります。むしろ、プロトタイプは、テスト、検証、および最終設計への反復のために求められます。

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第 2 に、STL は 30 年以上にわたって使用されてきたため、アディティブ マニュファクチャリング業界は、その使用を維持するためのハードウェアおよびソフトウェア ツールだけでなく、専門知識の大規模なエコシステムを構築してきました。コストなどの制約により、企業が急速に 3MF に移行する可能性は低いです。むしろ、その変化は (もし起こるとしても) 段階的かつ長期的なプロセスを通じてのみ起こるでしょう.

今日、3D プリント ソフトウェア アプリケーションとハードウェアの焦点は、STL ファイルの管理に関する今日のユーザーの懸念に応えることです。これは現在の問題であるため、ビジネス上合理的であるだけでなく、現在利用可能な成熟したソフトウェア ソリューションを活用して、競争力のある付加製造ソリューションを費用対効果の高い方法で構築できます。

アプリと 3D プリンターで 3D InterOp を活用

ユーザーが STL ファイルの修復に費やす時間を短縮できるように支援できます。 Spatial の 3D InterOp ソフトウェア開発キット (SDK) を検討することから始めます。これにより、エンド ユーザーは統合されたファイル修復機能を使用して CAD ファイルを STL にエクスポートできます。これにより、ファイルの修正やコア 3D オブジェクトの設計や印刷プロセスに費やす時間を削減できます。

3D InterOp は、CAD から STL へのファイル エクスポートを可能にするだけでなく、SolidWorks、Autodesk、その他の業界をリードする CAD スイートなど、他の CAD 形式を読み取ることができるアプリケーションをエンド ユーザーに提供することもできます。

最後に、Spatial の親会社である Dassault Systèmes は、3MF コンソーシアムの創設メンバーでもあります。3MF コンソーシアムは、Spatial を現在および将来の付加製造開発に携わるパートナーとして位置づけています。