STL ファイルについて知っておくべきことすべて

3D プリンターは、デジタル 3D モデルのファイルを使用してコンポーネントを層状に構築します。これらのファイルには、3D スライサーがモデルを水平方向のレイヤーに分割し、3D プリンターにどの動きを行うかを指示する言語である G コードを生成するために使用するデータ伝送ビットが含まれています。ただし、各形式には異なる情報が含まれているため、3D プリントに任意のファイル形式を使用することはできません。 STL ファイルについて知っておくべきことはすべてここにあります。

STL ファイルとは?

STL ファイル (「STL」は、質問者によって、Standard Tessellation Language、Standard Triangle Language、またはステレオリソグラフィーの略です) は、軽量でシンプルであるため、3D プリントの標準と見なされています。 STL ファイルは、ほとんどの 3D プリンターおよび CAD ソフトウェアと互換性があり、何百万もの三角形でサーフェスをタイル化することでジオメトリを節約します。これらの三角形は、ギャップやオーバーラップ (テッセレーション) のないメッシュを作成します。

STL ファイルには、3 つのセットとベクトルにグループ化された 3 次元座標の長いリストがあります。すべての座標グループは三角形の頂点を表し、ベクトルは三角形の平面に対して垂直または垂直になります。三角形が多いほど、解像度が高くなり、ファイル サイズが大きくなります。

STL ファイルの長所と短所

3D STL ファイルにはジオメトリ情報のみが含まれているため、軽くてシンプルで、積層造形の分野で広く使用されています。 STL ファイルはオープン ソースであるため、互換性のあるソフトウェアやプリンターを簡単に見つけることができます。 STL の人気を考えると、STL ファイルを処理できる技術はすでにかなり成熟しており、今後も進歩し続けるでしょう。また、STL ファイルは他の形式よりも安全です。 CAD ファイルには機密情報が含まれることが多いのに対し、STL ファイルにはデジタル モデルの外面と形状のみが含まれます。

これらの利点にもかかわらず、製品チームが留意すべき欠点がいくつかあります。たとえば、STL ファイルは変更が難しいことで知られています。これは、設計者が設計の所有権を保持するのに役立ちますが、STL ファイルの変更が非常に不便になるため、テッセレーションされたジオメトリを境界表現 (BREP) サーフェスにリバース エンジニアリングするよりも、最初からやり直す方が簡単な場合がよくあります。また、STL ファイルはあまり正確ではありません。三角形は平らなので、STL ファイルは平らな面を持つ 3D モデルのみを正確に表すことができます。曲面は近似値であり、最高の解像度でも粗い場合があります。さらに、高解像度のファイルはサイズが大きくなるため、スライスが遅くなる可能性があります。

また、STL ファイルにはジオメトリ データのみが保存されることを覚えておくことも重要です。オブジェクトの縮尺や単位は指定されておらず、著作権、作成者、素材、色、またはテクスチャ データは STL ファイルに含まれていません。単純なプロトタイプを印刷している場合、これはおそらく影響しません。ただし、多色、多素材のオブジェクトを印刷する必要がある場合は、別のファイル形式を使用する必要があります。

別の標準的な 3D ファイル形式である OBJ ファイルと比較して、3D 印刷用の STL ファイルはよりシンプルでサイズが小さいため、共有や公開が容易になります。トレードオフは、OBJ ファイルに色とテクスチャに関する情報が含まれていることです。一方、PLY ファイルは、3D スキャンされたオブジェクトに使用されます。正確なサーフェス エンコーディングを使用するファイル形式と比較して、STL は最高レベルの解像度であっても忠実度が低くなります。

STL ファイルを使用した 3D プリントに関する主な考慮事項は何ですか?

STL ファイルを使用した 3D プリントがプロジェクトに適していると判断した場合は、次の点に注意してください。

• 頂点のルール: この規則では、すべての三角形が隣接する三角形と 2 つの頂点を共有する必要があるため、三角形の頂点が別の三角形の側にあることはできません。
• コードの高さまたは公差: コードの高さ、または元のデザインのサーフェスと STL メッシュ間の最大距離は、プリントのサーフェスに影響を与える可能性があります。弦の高さが大きいとピクセル化された外観になる可能性があるため、滑らかな印刷を行うには、弦の公差を 0.01 mm から 0.0001 mm に設定してください。
• オリエンテーション ルール: この規則では、データの一貫性と破損がないことを保証するために、2 つの方法でファセットの向きを定義する必要があります。外側から見て、法線ベクトルが外側を向いていることと、頂点が反時計回りの順序でリストされていることを確認してください。
• 三角形の並べ替えルール: 三角形を Z 値の昇順でリストすると、スライス プロセスが高速化されます。
• 正の八分円の法則: 三角形の頂点に正の座標のみを含めると、正または負の符号を含める必要がなくなるため、スペースを節約できます。
• 角度公差: 角度公差を小さくすると解像度が向上しますが、通常はデフォルトの 15 度 (または 0) がほとんどの状況に適しています。
• エンコード方法: ASCII でエンコードされた STL ファイルは、手動でファイルをデバッグする場合に役立ちますが、大規模で詳細なモデルでは扱いにくくなります。代わりに、よりコンパクトで読みやすいバイナリ エンコーディング形式を使用してください。
• ニーズ: 正確さと詳細の必要性と、速度の必要性を比較検討してください。ほとんどの製品チームでは、バイナリ STL 形式、弦公差 0.1 mm、角度公差 1 度、三角形の最小辺の長さ 0.1 mm を使用することをお勧めします。

Fast Radius を使用した 3D プリント

STL ファイルはシンプルでコンパクトですが、3D プリント用に準備するのは必ずしも簡単ではありません。幸いなことに、Fast Radius のような経験豊富な製造パートナーと協力することが役に立ちます。

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