3D 打印文件格式比较：OBJ、STL、AMF 和 3MF

所有文件，无论是文本、音乐、图片还是 3D 模型，都由数百万位组成。这些位携带的数据以及它们的编码方式决定了文件的性质和格式。根据 CAD 文件的文件格式，该文件可以包含模型的几何、材料、纹理、尺寸或颜色数据。

文件格式和 3D 打印

3D 打印机逐层构建零件。在创建模型并以 3D 打印文件格式保存后，必须将模型发送到软件进行切片，在这个过程中，实体模型被分成许多薄的水平层。然后切片软件扫描图层并使用这些信息生成 G 代码——一组关于 3D 打印机应如何移动以生成所需对象的指令。在此之后，G 代码文件被发送到打印机。有些打印机自带切片软件，因此您可以直接以 3D 打印文件格式发送模型。

CAD 文件中包含的信息对于成功打印非常重要。回想一下，文件格式决定了文件携带的信息。正是利用这些信息生成了必要的机器代码。因此，文件格式非常重要。启用该过程需要特定种类的信息，例如几何形状、纹理、颜色和材料。在常规 3D CAD 文件格式中，这些数据并不总是包含或编码用于 3D 打印，因此，需要专门用于 3D 打印的文件格式 .这些文件格式被称为 3D 打印文件格式。

此外，切片软件不适用于 STEP、IPT 和 SLDPRT 等常规 3D 文件格式。这些必须首先转换为 3D 打印文件格式。

目前使用的 3D 打印文件格式有多种。然而，最普遍的是 STL、OBJ、AMF 和 3MF。那么它们无处不在的具体原因是什么？这些文件格式是什么，是什么让它们脱颖而出，以及它们之间的区别以及其他 3D 打印文件格式如下。

STL

STL（标准镶嵌语言）文件格式是开创性的 3D 打印文件格式。它是 3D 打印的发明者查克赫尔于 1987 年发明的。三十年后，STL 文件格式仍然是使用最广泛的文件格式，被认为是 3D 打印中的标准文件格式。这是因为 STL 已经存在了这么长时间，它可以兼容大多数 3D CAD 软件以及 3D 打印中的其他软硬件。

STL 的一个关键特性是它使用镶嵌来保存几何图形。镶嵌是用一系列几何形状覆盖（平铺）表面的过程，以不存在间隙或重叠。在 STL 文件中，3D 模型的几何图形由覆盖模型表面的大量三角形编码。

对于曲面，需要大量任意小的三角形来覆盖曲面。但是，模型中使用的三角形数量越多，文件越大。

STL 3D 打印文件格式的另一个显着特点是它只存储几何数据。与模型相关的其他数据，如颜色、纹理和材料都被忽略了。当打印机一次只能打印一种颜色和一种材料时，这不是问题。如果您需要一个简单的原型，它可能仍然不是问题。然而，随着 3D 打印（如多色和多材料打印）的进步，以及使用 3D 打印来生产功能齐全、随时可用的对象，STL 文件格式很可能即将淘汰

优点

• 与 3D 打印领域的几乎所有硬件和软件兼容
• 用于 3D 打印的最广泛使用和共享的文件格式。数百万个 STL 模型可供在线轻松下载

缺点

• 只能存储几何数据。省略了颜色、纹理和材质数据
• 详细程度有限。例如，曲面是近似的
• 文件的精度越高，文件越大
• 由于文件格式容易出错，因此细分中可能存在孔洞和重叠三角形。请注意，可以使用 STL 修复工具检测和修复缺陷。但是，这很耗时
• 未指定比例和单位

OBJ

由 WaveFront Technologies 开发的 OBJ 文件格式最初在图形设计中用作中性交换文件格式。随着多色多材料打印的发展，文件格式后来被3D打印行业采用。

就人气而言，OBJ仅次于STL。然而，与仅存储几何数据的 STL 不同，OBJ 可以存储几何、颜色、纹理和材质数据。颜色数据存储在单独的配套 MTL（材料模板）中。 OBJ 文件必须与其对应的 MTL 文件共享才能进行彩色打印。

OBJ 3D 打印文件格式的另一个关键特性是它允许您选择模型几何形状的编码方式。您可以使用多边形和四边形等各种形状创建镶嵌，而不仅仅是三角形。您还可以使用更高级和更精确的方法，例如自由曲线和曲面。这些允许 OBJ 文件以更高的精度存储模型。

优点

• 准确存储数据
• 存储几何、颜色、纹理和材质数据

缺点

• 不如 STL 流行，因此兼容性有限
• 包含大量复杂数据。这使得共享或编辑非常耗时
• 颜色和纹理数据存储在单独的文件中

AMF

AMF（增材制造文件）3D 打印文件格式被认为是 STL 的更新版本。它是 ASTM（美国材料测试协会）于 2013 年专门为增材制造开发的，旨在解决 STL 文件的局限性。

与 STL 一样，AMF 使用三角形镶嵌来存储几何数据。但是，AMF 中的三角形可以弯曲，从而产生准确的数据表示。这也导致文件大小更小，因为需要更少量的三角形来准确表示曲面。

此外，AMF 文件可以存储颜色、纹理、材质、副本、方向和晶格数据，以及元数据。这使得它们在技术上远远优于 STL 同行。

优点

• 可以存储有关模型的所有可能数据和元数据
• 可以以多种单位指定比例
• 出错的可能性极低
• 文件体积小

缺点

• 支持有限
• 采用缓慢

3MF

在分析了 AMF 文件格式的缺点和采用缓慢的情况后，包括 Autodesk、3D Systems、Stratasys、HP、Microsoft 在内的 3D 打印领域的一些大腕齐聚一堂，组成了一个名为 3MF 联盟的机构。该机构开发的 3MF 3D 打印文件格式与 AMF 非常相似但被广泛接受。

3MF 联盟的行业影响力和广泛的客户群，以及 3MF 3D 打印文件格式的功能，是其被广泛接受的原因。

3MF 具有 AMF 的所有技术特性。它使用弯曲的三角形镶嵌来编码几何。它还可以存储颜色、纹理、材质和方向数据，并且非常准确。

数据以人类可读的 XML 格式（而不是二进制）存储，以便于开发和修改。

3MF 文件大多没有错误，被认为是可以打印的，这在 3D 打印中非常受欢迎。

优点

• 比较流行，兼容几十家公司
• 准确存储几何数据
• 可以存储与模型相关的所有数据
• 将所有数据、元数据和属性存储在一个存档中

骗局

• 可能成为专有的

结论

总之，我们推荐简单几何和单色原型的 STL 格式。如果您打算用彩色打印简单的零件，那么 OBJ 是一个更好的选择。然而，纹理和颜色数据存储在一个单独的文件中，这使得共享 OBJ 文件变得有压力。 3MF 和 AMF 3D 打印文件格式在技术上是最先进的，因为它们都将所有信息都存储在模型上。它们非常适合复杂的多部分、多色和多材质对象。它们还因其易于文件共享而脱颖而出，因为所有数据和元数据都存储在紧凑的压缩文件中。如果您有兼容的必要支持软件，请随意使用 AMF。否则，3MF 是更安全的选择，因为它更受欢迎并且更可能与支持软件兼容。

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