3D打印應首選哪種3D文件格式？

魔猴君  知識堂   177天前

增材制造是一個復雜的工作流程，不僅需要3D打印機本身，還需要一個3D文件作為機器模型來創建所需的物體。為此，可以從魔猴網3D模型庫下載現成的打印模型，或使用3D掃描儀、CAD和建模軟件（如TinkerCAD、BlocksCAD、Fusion 360等）自行創建模型。一旦3D打印文件準備就緒，它就會被發送到切片機，切片機將其轉換為機器可讀的代碼，其中包含打印機必須遵循的一系列指令來創建所需的零件，然后才能開始打印。CAD軟件、切片機以及3D打印機已經使用了一系列不同的文件格式。我們在此為您提供概述，以便您選擇最適合您需求的3D打印機文件格式。

STL（標準曲面細分語言）

STL 3D打印文件格式由3D Systems開發，自20世紀80年代末以來一直存在，代表“標準曲面細分語言”。這種格式被稱為“立體光刻”，因為它是當時為同名的3D打印工藝開發的。如今，它被認為是3D打印機所使用的CAD（計算機輔助設計）軟件和切片軟件領域最常見的格式。在STL格式中，對象數據存儲為三角形網格。為了簡單地解釋3D打印的STL文件格式如何工作，我們可以說STL文件格式將3D模型轉換成許多小三角形。這個過程也被英語術語“鑲嵌”（法語：馬賽克形成）所指。

照片來源：Sculpteo

因此，STL模型對應于僅表示3D對象的外表面的三角形網絡。三角形越小，模型表示的細節程度越高。同樣重要的是要了解STL格式文件始終表示封閉的曲面，因此模型不能有空白空間或未連接的區域。事實上，文件必須是防水網狀的、可打印的并且沒有重疊或無分支的邊緣。用于3D打印的STL文件格式的缺點是它不能很好地處理復雜的幾何形狀，并且偶爾會在3D打印零件上生成可見的多邊形。

OBJ

OBJ是由Wavefront Technologies公司開發的一種文件格式，最初設計用于計算機圖形領域中3D模型的存儲和交換。如今，它被認為是3D打印的開放標準，并以其簡單性而聞名。它也很受用戶歡迎，因為它可以在不同的軟件應用程序或3D設計程序之間交換3D模型。OBJ格式存儲有關3D模型幾何形狀的信息。其中包括角點（稱為頂點）的位置，還包括它們之間的點的連接、表面的法線和紋理的坐標。

與3D打印的STL文件格式不同，OBJ格式還支持有關對象材質的信息，例如顏色和紋理。此外，多個對象可以保存在一個文件中。對于復雜的形狀，OBJ比STL更適合，因為模型是用三角形以外的形狀組裝的，例如多邊形和四邊形。OBJ格式一般由一起使用的兩部分組成，即.obj文件和.mtl（材質模板庫）文件或.png文件。第一個包含有關3D模型幾何形狀的基本信息，例如定義角點。第二個文件與第一個文件不同，允許存儲與材料相關的信息。

照片來源：Free3D

AMF（增材制造文件格式）

增材制造文件格式(AMF)是一種用于3D打印的開源標準文件格式，由ASTM委員會f42開發，旨在提供STL或OBJ等其他格式所沒有的文件格式功能。該格式能夠在單個文件中存儲多個對象，并支持網格和體素。特別是，與STL文件格式相比，AMF能夠更精確、更通用地表示3D模型，例如在全面的幾何、紋理和顏色信息方面。通過這種方式，可以更詳細地表示3D模型，這在3D打印過程中使用多種材料和顏色時尤為重要。事實上，AMF可以在單個3D模型中再現多種顏色。

此外，AMF文件格式能夠存儲具有相應紋理信息的3D模型，這為3D模型的表示提供了額外的細節級別。AMF還具有比其他3D打印文件格式更詳細的網格結構，從而可以更準確地表示曲線和曲面。AMF文件使用可擴展標記語言(XML)來表示數據，這使得3D打印文件具有人類可讀性，并便于手動編輯和調整參數。

照片來源：Quora

3MF（3D制造格式）

3D制造格式(3MF)的創建是為了更進一步，開發一種用于3D打印的文件格式，其屬性比STL和AMF格式更廣泛，并且可以更好地表示3D打印模型。與OBJ格式一樣，它是一種開放文件格式，非常適合交換3D打印數據。3MF格式文件的特點是易于讀取、寫入和處理，這是由于與STL文件相比優化的數據結構。與AMF格式一樣，3MF格式基于可擴展標記語言(XML)，這使得它能夠以這種格式保存，使其更具可讀性并為直接處理做好準備。

與OBJ格式一樣，由于對幾何信息（包括不同的材質、紋理和顏色）的全面支持，3MF也允許非常詳細地表示模型。3MF格式的獨特之處在于它允許引用和移動單個對象，而無需修改網格。因此，可以參考相同的網格來放置多個相同的對象。STL格式則不然，需要為每個網格創建每個三角形的副本。因此，在3MF中，會考慮對象的新實例并記錄其新位置。最后，如果將來3D打印需要進行此類修改，則使用3MF文件格式進行3D打印可以添加新功能。

照片來源：UltiMaker 

STEP（產品模型數據交換標準）

我們最新的3D打印文件格式是產品模型數據交換標準(STEP)的格式，這也是ISO標準。這是一種用于交換3D模型信息的標準格式，與現有的文件格式相比，它具有一些擴展屬性。STEP格式文件主要用于產品建模和CAD軟件，可以在不同的CAD應用程序之間交換技術產品數據。因此，STEP格式的特點是兼容性和獨立于制造商。大量CAD軟件程序已與STEP格式兼容。在STEP格式文件中，數據保存在單獨的模塊中，使得在僅需要使用部分信息時更容易工作。此外，STEP文件可以以ASCII格式保存，由于其文本功能，可讀性更好。另一方面，STEP可以保存為二進制格式，例如3MF，這樣有利于數據交換。

來源：3dnatives