3D文件格式有何區別？

    STL是一種比較“古老”的3D文件格式，是Stereolithography一詞的縮寫(xiě)。STL文件在設計上考慮到了增材制造的情況，將數據（通?；贜URBS或BREP）轉換為網(wǎng)格，供3D打印機進(jìn)行解析。因此，曲線(xiàn)和復合曲面被轉換為機器數據運行的代碼。STL用小三角形模擬模型原始表面，結構越復雜、詳細，所需要的三角形越多。


△結構越復雜和詳細，使用的三角形越多。

“傳統”的STL文件

STL文件通過(guò)使用三維笛卡爾坐標系的三角形的單位法線(xiàn)和頂點(diǎn)（按右手法則排序）來(lái)描述原始的、非結構化的三角化表面。這種機器的自然文件格式是一系列對應于不同Z值的閉合多邊形（層或切片）。然而，由于可以改變層厚度，STL能夠以更快但不太精確的構建方式進(jìn)行模擬，將構建模型定義為封閉多面體在水平面切片的集合。但是，STL畢竟基于網(wǎng)格架構，不能將信息存儲為數學(xué)表達。因此，只能結轉原始信息。這導致了它在存儲時(shí)需要占用較大的硬盤(pán)空間，同時(shí)又不對模型本身的幾何結構造成破壞。


△相同形狀下，CAD格式表現為圓環(huán)（顯示為兩個(gè)同心紅色圓圈），而STL則由三角形平面組成。

此外，STL不攜帶任何機器信息、打印設置或重新創(chuàng )建文件所需的任何其他有用信息。因此，在與團隊或第三方合作制造零件時(shí)，需要將STL與制造規范列表附加在一起。盡管有著(zhù)各種缺陷，STL依然成為了當下最流行的3D打印文件格式，理由如下：
STL作為標準文件格式受眾廣泛

3D打印機僅支持切片機中基于網(wǎng)格的文件格式

替代品太少，也并不流行


3MF格式的興起

3MF是一種新型文件格式，由推進(jìn)3D打印聯(lián)盟開(kāi)發(fā)，被認為是一種具有革命性和特殊性的形式。3MF帶來(lái)的改進(jìn)相當于從BMP切換到PDF：3MF攜帶了更多信息，包括單元信息、多噴墨打印的顏色和紋理信息、空間中的相對位置等等。而STL沒(méi)有單位，即使兩種文件格式攜帶相同量的數據，3MF文件仍然比STL文件小得多。


△導入Fusion 360網(wǎng)格工作區的3MF文件。右側對話(huà)框中沒(méi)有單位選項卡，因為3MF文件包含該信息。

3MF文件使用人類(lèi)可讀的XML格式（可擴展標記語(yǔ)言），因此可以存儲有關(guān)機器所需的大量數據，無(wú)需在單獨文件中進(jìn)行附帶打印設置。用戶(hù)甚至可以打開(kāi)XML來(lái)閱讀執行操作并直接修改代碼。這不僅提供了多樣性，有助于防止打印錯誤，還有助于減小文件大小。而3MF在批量處理相同部件時(shí)不需要重復數據，甚至可以讓用戶(hù)保存和共享想要的切片配置，節省了時(shí)間。


△STL導入的相同數據，缺少顏色信息，并且對話(huà)框需要用戶(hù)定義單位大小。

3MF還可以顯示零件的詳細信息：
完整、足夠豐富地描述模型，保留內部信息、顏色、位置和其他特征

可擴展支持3D打印創(chuàng )新

可互操作

能夠被廣泛采用

擺脫其他常見(jiàn)文件格式的問(wèn)題

將3MF格式與SLS一起使用時(shí)，包裝信息、零件副本數量以及所有最初數據都包含在一個(gè)文件中。這最大限度地減少了錯誤并確保任何擁有文件的人都可以重復您的機器設置和零件幾何形狀。

制造過(guò)程的作用

3MF格式能夠為打印設置和機器信息攜帶元數據，這也需要獨立于特定機器的切片器。例如，Fusion 360的增材制造空間涵蓋上述所有設置，并允許導出STL和3MF文件。這可以幫助用戶(hù)將所有制造數據保留在所屬位置：集中所有的相關(guān)設計數據。


△Fusion 360導出的3MF顯示了元數據的兩個(gè)選項卡。

同時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)打印設置和機器信息還意味著(zhù)可以完全控制您的支撐結構，并且可以使用單個(gè)文件傳遞信息到打印機。這對于STL來(lái)說(shuō)是不可能的，除非額外使用優(yōu)化技巧。最后，3MF還可以為制造數據帶來(lái)安全協(xié)議，例如可以限制機器制造的零件副本數量。這種安全內容擴展提供了一種加密敏感的3D可打印數據機制，有助于保護知識產(chǎn)權、降遵守政府法規。

其他3D打印文件格式

除了STL，OBJ也是一種非常常見(jiàn)的文件格式，它可以存儲紋理和顏色信息。而PLY格式（Polygon格式）常用于3D掃描對象文件。另外，與3MF一樣，AMF格式也是一個(gè)新興的3D打印文件格式，能夠記錄顏色信息、材料信息及物體內部結構等，同樣也采用XML格式。雖然AMF有成為新一代3D打印數據標準的潛力，但沒(méi)有巨頭支持是它的硬傷。


△相同模型，STL與3MF對比

相比之下，3MF聯(lián)盟的成員包括了：Microsoft、AutoDesk、Dassault Systems、Netfabb，SLM、惠普(HP)、Shapeways，每個(gè)都是行業(yè)的領(lǐng)導者。加上微軟WIN8.1和WIN10對3MF打印格式的支持，3MF或許在未來(lái)能夠逐漸取代STL，成為新一代3D打印標準格式。