标准化文件格式——AM 服务提供商面临的持续挑战

由于 3D 打印行业使用了数十种不同的 3D 文件格式，因此建立标准化的通用文件格式一直是一项挑战。

缺乏标准文件格式会产生很多问题。例如，您作为 3D 打印服务提供商，可能一直处于无法接受客户文件的情况，因为您的软件或硬件不支持它。

随着行业逐渐开始为 AM 建立单一文件格式，我们探索了新的文件格式替代方案和工具，以使您的 3D 打印服务更加灵活。

STL 仍然是行业标准

要打印三维物体，3D打印机需要物体的数字蓝图。这只是一个文件，用于存储有关对象的所有相关数据，例如几何形状、颜色、纹理和材料。

STL 文件长期以来一直是 3D 打印最常用的文件格式，并且在提供 AM 服务的公司中仍然广泛使用。然而，虽然该格式已被证明对许多应用程序有效，但它尚未赶上增材制造领域的许多最新创新。

STL 文件格式是在 1980 年代中期发明的用于传输文件以打印 3D 对象的 CAD 软件。使用 STL，将 CAD 中的设计导出为 STL 文件，该文件将三维对象描述为一系列链接的三角形（多边形）。

尽管行业中发生了很多进步，但30 多年来，STL 格式基本保持不变。随着 3D 打印行业的不断发展和演进，STL 格式的局限性越来越明显，尤其是在使用 3D 打印设计复杂的生产零件时。

以下是使用 STL 文件的一些挑战：

• 准确定义复杂或大型几何形状和结构可能很困难，并且涉及创建可能变得不切实际的大文件（例如几 GB）。这些文件需要很长时间才能发送到 3D 打印机，而且在某些情况下可能会很大，以至于 3D 打印机无法接受整个文件。

• 该格式未指定有关颜色、纹理或材料的信息。

• STL 格式不能嵌入设计之外的任何其他数据，包括与版权和文件安全相关的信息。

• 修改文件很困难。文件格式无法区分次要更改和主要更改，因此任何更改都意味着整个工作流程必须重新开始，这会增加设计过程的时间。

这些限制，以及过去 30 年来 3D 打印服务的日益普及，导致了为 AM 建立新标准文件格式的多项努力，并取得了不同程度的成功。

现代 STL 竞争者

为了加速该技术的产业化，AM行业需要开发一种增强型3D数据格式，可以保持原始CAD的保真度。

美国测试与材料协会 (ASTM) 标准发起了为 AM 开发新文件格式的首批项目之一。他们最终在 2011 年提出了 AMF 3D 打印机文件格式。这是一种基于 XML 的格式，原生支持几何、比例、颜色、材料、晶格、副本和方向。

AMF 文件格式还引入了打印星座的概念，允许将多个对象的信息定位和排列在一起。例如，它提供的好处之一是提高了包装效率。

另外，使用AMF 3D打印机文件格式，您可以指定不同单位的设计比例。缺少此功能使 STL 用户感到非常沮丧。

3MF 文件格式

与此同时，微软在 2015 年提出了 3MF 格式，旨在成为 STL 文件格式的终极替代品。

与 ASTM 不同，ASTM 将开发过程保留给少数专家，微软已经成立了一个联盟来管理 3MF 格式的开发和进展。

较新的 3MF 的一个优势是格式的固有能力，可以根据目的理解和处理几何的不同部分，例如将某些部分标记为晶格填充，而将其他部分标记为支撑结构。

在过去两年中，3MF 进行了多次更新，包括材料和属性、生产、梁晶格和切片的四个扩展。最近，3MF 联盟推出了安全内容扩展，负责对敏感的 AM 数据进行加密。

此外，3MF 还包含了 STL 中不具备的多种内置功能，例如具有小文件大小的复杂形状数据、一种或多种纹理和多种颜色数据。

除了 AMF 和 3MF 之外，其他可用于 3D 打印的文件格式包括 STEP、IGES、NURBS、OBJ 和 VRML。 STEP 也被认为是 STL 的潜在替代品，尽管与其他格式相比，它的相对复杂性意味着它尚未得到广泛接受。

具有讽刺意味的是，新的文件格式在与创新密切相关的增材制造行业。

由于行业不愿转向更高效的格式，AM 的标准化文件格式可能还需要一段时间。

创建可互操作的工作流程

也就是说，AM 服务提供商必须能够适应缺乏标准化文件格式的情况。

当客户想向您订购时，您必须将其放在首位让他们以适合 3D 打印的任何文件格式下订单。

但是，考虑到您必须能够支持的 3D 文件格式的数量，提供这种级别的灵活性通常说起来容易做起来难。

最重要的是，其中许多文件格式都与特定的 AM 硬件或软件相关联，这意味着您可能需要购买多个软件许可证才能提供服务。

为了避免对多个许可证进行昂贵的投资，集成一个可以支持多种文件格式的专用系统并将客户的文件转换为您的机器支持的格式是有意义的。

工作流自动化软件，专为 3D 打印而开发，可以说是最好的解决方案。此类软件可以帮助您建立一个集中式平台，让您的客户可以通过您的网站下 3D 打印订单，并且您可以自动定价和管理传入请求。

高级工作流程软件可以支持多个文件格式——例如，AMFG 支持 40 多种——允许您提高文件格式兼容性，从而增强客户服务。

归根结底，标准化的理由仍然很充分，因此提供 AM 服务的公司必须愿意探索可用的选项，并采取客观的立场，选择最适合他们及其客户要求的选项。

行业远离 STL 的速度越快，我们就越接近能够真正满足增材制造行业不断变化的需求的文件格式的愿景。