STL soubory

Datový formát souboru STL je průmyslový standard pro ukládání trojúhelníkových sítí, který můžete použít pro uložení vašich 3D objektů téměř v jakémkoliv CAD sytému. Právě kvůli jeho univerzálnosti a jednoduchosti je to prakticky jediná možnost přenosu dat mezi CAD modeláři a výrobní technologií Rapid Prototypingu, kterou využívá Part2Print.cz

Soubor STL tvoří jednoduchý seznam bodů s jejich 3D souřadnicemi, přičemž každou řádku tvoří 3 body – tedy jeden trojúhelník. Celá geometrie vašeho objektu je popsána právě těmito trojúhelníky.

 Obr. 1 – 3D model tvořený nepříliš detailní sítí trojúhelníků (napravo) http://order.part2print.cz/images/help/help_3_1.jpg

Formát STL je sice univerzální a jednoduchý ale, zato dává obrovský prostor k chybám v souborech. Tyto chyby často vznikají až při exportu objektu do formátu stl. Nejčastěji kopírují a ještě zesilují chyby v geometrii, ať už jsou vaše data ve formátu NURBS ploch nebo objektů.

Náš nahrávací modul na serveru Part2Print.cz si poradí s množstvím různých chyb, ale nějaké chyby neopraví. Pokud by se pak dostal chybný model do výroby, naše stoje by pravděpodobně poškodily několik celých vrstev, a tedy by to značně snížilo kvalitu výsledného prototypu. Většina souborů se před výrobou kontroluje, ale někdy to možné není. Proto vás prosím abyste, pokud možno, prováděli kontrolu a případnou opravu souborů ještě před nahráním na náš server.

Jaké by měly být výsledné parametry souboru

• Stl soubory musí být UZAVŘENÉ
• Stl soubor by měl obsahovat pouze jeden model v jednom souboru ( STL svíce modely sice vytiskneme ale časový odhad a tím pádem i cena bude většinou vyšší než kdyby modely byly rozloženy ve více souborech)
• Stl nesmí obsahovat tzv. „Noise shells” ( trojúhelníky či skupiny trojúhelníků nepřipojené ani jedním bodem k hlavnímu modelu )
• Model v stl nesmí být Duté ( Takový model bychom sice byly schopni vytisknout ale nikoliv vyčistit od podpůrného materiálu a nikdo by ho nebyl schopný bez rozřezání vyrobit) Modely které mají být duté rozřízněte ještě před nahráním.
• Model by neměl mít špatné hrany (hrany všech trojúhelníků by mely být řádně spojeny se sousedními hranami)

Všechny ostatní problémy s STL soubory jsme většinou schopni odstranit sami. Na serveru Part2Print.cz je naprogramována jednoduchá automatická kontrola a oprava souborů. Tato oprava se skládá z propojení špatných hran, zaplnění děr a srovnání orientace trojúhelníků (tzv. Normál ). Kontrola souboru je provedena až po následné opravě a proto tedy i většina původně vadných souborů nehlásí žádné chyby. Proto, že je na serveru po nahrání provedena automatická oprava, je vaší povinností si prohlédnout vygenerované náhledy souboru. Mohlo by se totiž stát, že naše automatická oprava změní či vymaže část modelu tak, jak to není uživatelem požadováno (Zatím se to tedy nestalo, ale to záleží na míře poškození nahraného souboru).

Jak se tedy vyvarovat chyb. Jak následně soubory zkontrolovat a jak soubory opravit?

Rhinoceros je velice oblíbeným programem pro tvorbu 3d modelů a umožňuje poměrně detailní nastavení exportu do STL formátu (dostupný na http://www.rhino3d.com). Bohužel ale při převodu vzniká poměrně velké množství chyb, které se většinou nacházejí již na geometrii modelu v NURBS plochách. Největší problém je, že základní nastavení tolerance spojení dvou NURBS ploch je větší než tolerance pro export do STL – Potom tedy vznikají problémy kdy váš model se tváří jako uzavřený a naprosto v pořádku, ale exportovaný stl model uzavřený není. Při bližším zkoumání potom zjistíte, že v místě kde je problém na STL modelu je problém i v NURBS plochách které jsou sice blízko sebe, ale spojené nejsou, ovšem Rhino je kuli své toleranci bere jako spojené.

Základem před exportem modelu je zjistit jestli je uzavřený pomocí příkazu „ShowEdges“ a zobrazením „Naked Edges“.

Taktéž je nezbytný příkaz „SelBadObjects“, který je dostupný i z nabídky Analyze > Diagnostics > Select Bad objects. Tento příkaz pouze označí vadný objekt, ale pokud je to složený objekt a nikoliv plochy tak vám neoznačí místo, které má být špatné. Ke zjištění místa kde se chyba nachází, použijte příkaz „ExtractBadSrf“, nebo rozdělte model pomocí „Explode“ a použijte znovu „SelBadObjects“.

Po exportu souboru do STL formátu máte také možnost další kontroly, a to příkazem „CheckMesh“

 Obr. 2 – Příklad CheckMesp v programu Rhinoceros 5 http://order.part2print.cz/images/help/help_3_2.jpg

Poslední, nám známou možností, jak obejít problémy s exportem do STL v Rhinoceros 4 je export modelu do formátu IGES a poté znovu import do Rhinoceros. IGES formát se postará o některé problémy s tolerancemi automaticky a následný export do STL souboru vygeneruje bezchybný model.

Doporučené hodnoty pro export modelu:

 Obr. 3 – Příklad nastavení exportu do formátu STL v Rhinoceros 5 http://order.part2print.cz/images/help/help_3_3.jpg

V Rhinoceros 4 je možné použít parametr „Density“, který udává maximální rozdíl geometrie před a po exportu v procentech. Pro některé modely je takovýto export kvalitnější.

Většina výsledných modelů by měla mít od 10000 do 2000000 trojúhelníků. Středně komplikovaný prsten má potom okolo 100000 trojúhelníků a výsledná bitová velikost v binárním formátu je okolo 10MB. Soubory větší než 120MB nemůžeme systémem Part2Print.cz zpracovat. Pokud model musí být skutečně takto detailní, je nutné nás kontaktovat telefonicky nebo emailem.

Oprava STL souborů

Pokud vám náš systém nahlásil chyby, ale i preventivně, je vhodné modely zkontrolovat speciálním softwarem na analýzu a opravu stl souborů. Každý lepší CAD software má některé z těchto kontrolních nástrojů již zabudovanách ovšem jejich kvalita je sporná. Dle našich zkušeností jsou na trhu dva dobré univerzální nástroje na opravu stl souborů a to Magics RP od firmy Materialise a nebo Netfabb studio od firmy Netfabb gmbh. Netfabb studio basic je zdarma ke stažení z internetových stránek: http://www.netfabb.com/download.php. Nástrojem Netfabb Studio Basic můžete stl soubor otevřít, provést analýzu a automaticky opravit chyby a poté opravený stl soubor znovu vyexportovat. Oprava tímto nástrojem je velmi kvalitní, ale také analýza souboru vám pomůže chyby lokalizovat a pro příště se jim vyvarovat již při vytváření CAD modelu.