ファイル形式の標準化–AMサービスプロバイダーにとっての継続的な課題

3D印刷業界では数十の異なる3Dファイル形式が使用されているため、標準化されたユニバーサルファイル形式を確立することは困難でした。

標準のファイル形式がないため、多くの問題が発生します。たとえば、3D印刷サービスプロバイダーとして、ソフトウェアまたはハードウェアがサポートしていないために顧客のファイルを受け入れることができない状況になっている可能性があります。

業界がAMの単一ファイル形式を確立するためにゆっくりと動いているので、3D印刷サービスをさらに柔軟にするための新しいファイル形式の代替手段とツールを模索しています。

STLは業界標準のままです

3次元オブジェクトを印刷するには、3Dプリンターでオブジェクトのデジタル設計図が必要です。これは、ジオメトリ、色、テクスチャ、マテリアルなど、オブジェクトに関連するすべてのデータを格納する単なるファイルです。

STLファイルは、3D印刷で長い間最も一般的に使用されているファイル形式であり、AMサービスを提供する企業の間で広く使用されています。ただし、この形式は多くのアプリケーションで効果的であることが証明されていますが、積層造形における最近の革新の多くにまだ追いついていないのです。

STLファイル形式は、1980年代半ばに発明されました。 3Dオブジェクトを印刷するためにファイルを送信するCADソフトウェア。 STLを使用して、CADのデザインはSTLファイルとしてエクスポートされます。STLファイルは、3次元オブジェクトを一連のリンクされた三角形（ポリゴン）として記述します。

業界では多くの進歩が見られますが、 STL形式は、30年以上にわたってほとんど変更されていません。 3D印刷業界が発展し進化し続けるにつれて、特に3D印刷を使用して複雑な製造部品を設計する場合、STL形式の制限がより容易に明らかになりました。

STLファイルを使用する際の課題の一部を次に示します。

• 複雑または大きな幾何学的形状や構造を正確に定義することは困難な場合があり、非現実的に大きくなる可能性のあるファイル（数ギガバイトなど）を作成する必要があります。これらのファイルは3Dプリンターに送信するのに長い時間がかかり、場合によっては3Dプリンターがファイル全体を受け入れることができないほど大きくなる可能性があります。

• この形式では、色、テクスチャ、素材に関する情報は指定されていません。

• STL形式では、著作権やファイルのセキュリティに関連する情報など、デザイン以外のデータを埋め込むことはできません。

• ファイルの変更は困難です。ファイル形式ではマイナーな変更とメジャーな変更を区別できないため、変更を加えるとワークフロー全体を最初からやり直す必要があり、設計プロセスに時間がかかる可能性があります。

これらの制限は、過去30年間の3D印刷サービスの人気の高まりとともに、AMの新しい標準ファイル形式を確立するためのいくつかの取り組みにつながり、成功の度合いはさまざまです。

最新のSTL候補

テクノロジーの工業化を加速するために、AM業界は、元のCADの忠実度を維持できる拡張された3Dデータ形式を開発する必要があります。

米国材料試験協会（ASTM）規格は、AM用の新しいファイル形式を開発する最初のプロジェクトの1つを開始しました。彼らは最終的に2011年にAMF3Dプリンターファイル形式を考案しました。これは、ジオメトリ、スケール、色、材料、格子、複製、および方向をネイティブにサポートするXMLベースの形式です。

AMFファイル形式では、印刷コンステレーションの概念も導入されており、複数のオブジェクトに関する情報を一緒に配置および配置できます。たとえば、それが提供する利点の1つは、パッキング効率の向上です。

さらに、AMF 3Dプリンターファイル形式を使用すると、さまざまな単位でデザインのスケールを指定できます。この機能の欠如は、STLユーザーにとって大きなフラストレーションの源です。

3MFファイル形式

その間に、Microsoftは2015年にSTLファイル形式の究極の代替となるように設計された3MF形式を考案しました。

ASTMとは異なり、開発プロセスを少数の専門家に任せていましたが、マイクロソフトは、3MFフォーマットの開発と進捗を管理するためのコンソーシアムを設立しました。

新しい3MFの利点の1つは、特定のセグメントをラティスフィルとしてマークし、他のセグメントをサポート構造としてマークするなど、目的に基づいてジオメトリのさまざまなセグメントを理解して処理するフォーマット固有の機能です。

過去2年間で、3MFにいくつかの更新がありました。これには、材料とプロパティ、生産、ビーム格子、スライスの4つの拡張が含まれます。最近では、3MFコンソーシアムがセキュアコンテンツ拡張機能を導入し、機密性の高いAMデータの暗号化を担当しています。

さらに、3MFには、ファイルサイズの小さい複雑な形状データ、1つまたは複数のテクスチャ、複数のカラーデータなど、STLでは利用できないいくつかの組み込み機能が搭載されています。

AMFと3MFに加えて、3D印刷に使用できる他のファイル形式には、STEP、IGES、NURBS、OBJ、VRMLなどがあります。 STEPは、STLの潜在的な代替品と見なされていますが、他の形式と比較して比較的複雑であるため、まだ広く受け入れられていません。

皮肉なことに、新しいファイル形式は、イノベーションと密接に関連しているAM業界。

業界はより効率的な形式への切り替えに消極的であるため、AMの標準化されたファイル形式はまだしばらく先の可能性があります。

相互運用可能なワークフローの作成

とはいえ、AMサービスプロバイダーは、標準化されたファイル形式の欠如に適応できなければなりません。

顧客があなたに注文したい場合、それはあなたにとって最優先事項でなければなりません。 3Dプリントに適した任意のファイル形式で注文してもらいます。

ただし、サポートできる必要のある3Dファイル形式の数を考えると、このレベルの柔軟性を提供することは、口で言うほど簡単ではありません。

さらに、これらのファイル形式の多くは特定のAMハードウェアまたはソフトウェアに関連付けられているため、サービスを提供するには複数のソフトウェアライセンスを購入する必要がある場合があります。

複数のライセンスへのコストのかかる投資を回避するには、複数のファイル形式をサポートし、顧客のファイルをマシンでサポートされている形式に変換できる専用のシステムを統合するのが理にかなっています。

3D印刷用に開発されたワークフロー自動化ソフトウェアは、間違いなく最良のソリューションです。このようなソフトウェアは、顧客がWebサイトから3D印刷を注文できるようにする一元化されたプラットフォームのセットアップに役立ち、受信したリクエストの価格設定と管理を自動的に行うことができます。

高度なワークフローソフトウェアは複数をサポートできますファイル形式–例として、AMFGは40以上をサポートします–これにより、ファイル形式の互換性を高め、顧客サービスを強化できます。

最終的には、標準化のケースは依然として強いため、AMサービスを提供する企業は、利用可能なオプションを積極的に検討し、自社とその顧客の要件に最も適した客観的な姿勢をとる必要があります。

業界がSTLから離れるのが早ければ早いほど、積層造形セクターの進化するニーズに真に応えることができるファイル形式のビジョンに近づきます。