Valószínűleg nem sokat gondolkodik azon, hogy hogyan nyisson meg egy PDF-dokumentumot laptopján vagy az okostelefonján. Ma már bármilyen eszközön, böngészőn vagy operációs rendszeren kitölthet egy PDF űrlapot, és használhatja a PDF brosúrát is. Ez bizony nem volt mindig így.
A PDF-ek előtt ugyanazt a szoftvert kellett használnia, amellyel a dokumentumot létrehozta, és ha nem, akkor hiányzó betűtípusokkal, kódolt elrendezésekkel találkozhatott, és az interakció szinte lehetetlen volt.
Aztán az Adobe a 90-es években létrehozta a PDF formátumot, hogy az alkalmazásszoftvertől, hardvertől és operációs rendszertől független dokumentumokat jelenítsen meg. Minden PDF-fájl tartalmazta a dokumentumterv teljes leírását, beleértve a szöveget, betűtípusokat, grafikákat, biztonságot, űrlapmezőket és egyéb információkat, amelyek a megjelenítéshez és az azzal való interakcióhoz szükségesek.
Egyetlen 2D-nyomtató cég sem hagyta figyelmen kívül a PDF-et, amikor megjelent – sőt, egyöntetűen üdvözölték. A PDF-ek megváltoztatták a 2D nyomtatott anyagok előállításának és terjesztésének módját.
A 3MF formátum ugyanezt teszi a 3D modelleknél. A 3MF előrelépést jelent a 3D nyomtatási fájlformátumok terén. Az STL fájlformátum továbbra is használható – végül is megvan az oka annak, hogy több mint három évtizede megmaradt. Azonban a professzionális additív gyártás, a 3MF megbízhatóbb és megismételhetőbb eredményeket tesz lehetővé, nyílt forráskódú, és rengeteg időt és munkát takarít meg a modellek nyomtatásra előkészítése során.
Itt megvizsgáljuk a 3MF fájlformátumot, mit csinál, és miért van szükségük a tervezőknek, mérnököknek és adalékanyagok gyártóinak erre a formátumra. Azt is megnézzük, hogyan kezdheti el használni a 3MF-eket 3D nyomtatóival.
Mi az a 3MF?
A 3D Manufacturing Format vagy 3MF megfoszthatja a tróntól az STL-t, mint az additív gyártás szabványos fájlformátumát, mivel számos olyan problémára ad választ, amelyekkel az STL szembesül, mint például a korlátozott modelladatok tárolása és őszintén szólva az alacsony minőségű fájlok.
A 3MF-et 2015-ben vezette be a 3MF Consortium , amely számítógépes szoftver-, hardver- és additív gyártási fejlesztők csoportja, amelybe többek között az Autodesk, a Dassault Systemes, a HP, a Microsoft és az Ultimaker tartozik. A Linux Foundation része, ami azt jelenti, hogy a szoftvergyártók beépíthetik termékeikbe.
A cél egy olyan fájlformátum létrehozása volt az ipari 3D nyomtatáshoz, amely nemcsak több adatot tartalmazhat egy modellről, mint a meglévő SLT formátum, hanem megoldja az iparágat sújtó kompatibilitási és működésképtelenségi problémákat is.
Az additív gyártást szem előtt tartva a 3MF egy praktikus eszköz, amely nagy mennyiségű modelladatot tárol egyetlen kis fájlban, beleértve:
- Teljes szín és textúra adatok
- Anyagadatok
- A tervező neve, alkatrészleírás, szerzői jogi és licencadatok
- Miniatűr képek
- Jelenetenként egynél több tárgy
- Alkatrészadatokhoz csatolt tartószerkezetek
- Gerendarácsok
- Jelenet léptéke és mérései
- Teljes tálca támogatás a közvetlen gépi előkészítéshez
- A nyomtató konfigurációs információi
- Adat titkosítás
- Volumetrikus tervezés (hamarosan)
Mindez úgy tűnik, mintha hatalmas fájlokat hozna létre, de a 3MF fájlok ugyanazt a tömörítési módszert használják, mint a népszerű ZIP formátum, ami a 3MF fájlokat könnyűvé és kicsivé teszi (általában fele-harmada akkora, mint egy STL fájl modell). Ez azt is jelenti, hogy egyszerűen kicsomagolhatja a fájlt, hogy a benne lévő adatokon dolgozzon, akárcsak egy ZIP-fájl.
A 3MF nemcsak kis, de hatékony formátum, amely tisztázó meghatározásokat nyújt a nyomtatható hálózat követelményeiről (manifoldness). Ennek a jellegzetességnek köszönhetően a nem nyomtatható fájlokat kizárja, mivel egy fájlt sem lehet 3MF formátumban menteni, ha nem-manifold élek találhatók benne, ezzel segítve a nyomtatási hibák elkerülését. A 3MF a hagyományos STL fájlokhoz képest időt és pénzt takarít meg, mivel kiküszöbölhetővé válnak a rendszeres nyomtathatósági ellenőrzések és a problémás fájlok kijavítására szolgáló programok használata.
„Az STL-fájlok köztudottan rosszak” – mondja Sualp Ozel, az Autodesk vezető termékmenedzsere –, és azt látjuk, hogy sok (Fusion 360) felhasználónk azonnal átvált a hálójavítási módba, és időt és energiát fordít a rossz STL-ek javítására.
Mindennek tetejébe a 3MF viszonylag széles körben támogatott fájlformátum, újdonságai ellenére. A 3MF konzorciumban nagyszámú adalékanyag-gyártó szereplőnek köszönhetően a 3MF-et szinte minden nagyobb CAD-eszköz, 3D-nyomtató-gyártó és más beszállító átvette az ökoszisztémákban, biztosítva a termékek közötti együttműködést. Ez a magas alkalmazási arány segít a gyártóknak könnyebben megvalósítani a 3MF-et.
A tervezés és az alkatrész közötti szoftver mennyisége csak nő; vannak szimulációs szoftverek, DfAM szoftverek, speciális egymásba ágyazó szoftverek, AM munkafolyamat-szoftverek, gyártás-végrehajtási rendszerek (MES) és még sok más. A 3MF pedig egy olyan adatcsomag, amely mindegyikkel működik.
Ki támogatja a 3MF-et?
Szoftver:
- Prusa slicer
- Ultimaker Cura
- Autodesk (Fusion 360, Netfabb)
- GrabCad nyomtatás
- Dassault Systèmes (SolidWorks, CATIA
- Creo
- Microsoft (Paint 3D)
- Siemens (Solid Edge, NX)
- Materialise Magics
- Envision One RP (EnvisionTec)
- Microsoft Windows és Office 365
- nTopology
- Oqton
Hardver:
- Stratasys
- HP Jet Fusion
- Ultimaker
- Prusa
- 3D Systems
- EOS
- SLM
- GE
- Sinterit
Nyomtatási szolgáltatások
- Craftcloud
- Treatstock
Miért van szükség 3MF-re?
A jelenlegi szabványos 3D nyomtatási fájlformátum a jó öreg STL, de gyorsan elavulttá válik – az additív gyártás esetében már az is. Az STL formátumot 1987-ben vezették be, egy örökkévalósággal ezelőtt az információtechnológia terén.
Kora számos problémát vet fel az STL-ekkel. Először is, már említettük azokat az adatokat, amelyeket az STL-ek nem tartalmaznak, mint például a színek, a textúrák vagy az anyagtulajdonságok. Ha színes 3D nyomtatóval nyomtat, például egy Stratasys J55-tel vagy egy 3D Systems ProJet CJP-vel, a 3MF-be beágyazott színinformációk sok időt takarítanak meg.
Ennél is fontosabb, hogy az STL-ek nem tárolják a modell pontos matematikai ábrázolását három koordinátás környezetben. Legjobb esetben is szorosan visszaadja azt, aminek a modellnek lennie kellene.
Ez a sokszorosítás jelentős problémákat okozhat a nyomtatás során. Az STL-ek használata fazettás nyomatokat és egyéb nyomtatási hibákat eredményezhet, mivel az STL félreértelmezte a modelladatokat, vagy kerekítési hibákat vezetett be a hálóvá alakításakor. Ezenkívül a modelladatok tárolásának ez a módszere hatalmassá teszi az STL-fájlokat – gyakran többszörösét, mint az eredeti 3D-s modellfájl.
A 3MF nem szenved az STL-ekre jellemző hálópontatlanságoktól, mivel matematikailag pontos geometriai adatokat tartalmaz. Ezek az emberek által olvasható XML formátumban tárolt adatok azt jelentik, hogy megtekintheti a kódot, és szükség esetén közvetlenül módosíthatja azt.
Végül az STL-fájlok nem tartalmaznak nyomtatókonfigurációs adatokat, mértékegységeket vagy bármilyen más információt, amely hasznos lenne a fájl kinyomtatásában. Ennek eredményeként előfordulhat, hogy sok nyomtatás-előkészítő munkát kell végeznie a szeletelőben vagy a nyomtatás-előkészítő szoftverben, hogy az STL megfelelően kinyomtasson.
A 3MF-ek viszont mindezeket az adatokat beágyazzák, így nagyobb magabiztosságot biztosítanak abban, hogy a modell minden alkalommal a rendeltetésszerűen fog nyomtatni. A 3MF Konzorcium így összegzi: a 3MF közli a 3D nyomtatóval, hogy a terméktervező milyennek és milyennek kívánja a termékét.
Természetesen vannak más alternatívák is az STL-eknek, például OBJ, VRML és FBX. Ezek a formátumok azonban egyiket sem additív gyártásra tervezték. Sok olyan információt tartalmaznak, amelyre a 3D nyomtatóknak nincs szükségük, miközben hiányoznak az általuk igényelt adatok is. A különböző szoftver- és hardvergyártók által ezekhez a formátumokhoz nyújtott támogatás szintje is vadul változik.
Hogyan segít a 3MF az adalékanyagok gyártóinak?
A 3MF formátumot kezdettől fogva additív gyártásra tervezték, hogy a 3D nyomtatás a lehető leggyorsabb és leghatékonyabb legyen.
A nyomtatásra kész formátum az összes támogatási és szeletelési információt az adatarchívumában tárolja, így a nyomtató-specifikus szeletelők elavultak, mivel minden információ a 3MF fájlban található. Ez a formátum minden eddiginél egyszerűbbé teszi a 3D nyomtatási fájlok megosztását, és ideális a mai elosztott gyártáshoz. Például egy ipari tervező létrehozhat egy modellt egy CAD-programban, például a Fusion 360-ban, amely bővítményeket kínál az additív gyártáshoz a nyomtatási paraméterek, az alkatrésztájolás és a támogatási struktúrák beállításához, majd elküldheti bármely nyomtatóra, amely támogatja a 3MF-eket.
A 3MF számos biztonsági funkciót is támogat, például az adattitkosítást. Ez a támogatás különösen hasznos az orvosi adalékanyagok gyártásában, ahol a nem biztonságos fájlok sérthetik a betegek bizalmas kezelésére vonatkozó előírásokat, vagy olyan katonai alkalmazásoknál, ahol 3D nyomtatást használnak a csatatéren.
Néhány adalékanyag-gyártással foglalkozó ember és szervezet aggodalmát fejezte ki amiatt, hogy a 3MF formátum a jövőben szabadalmaztatottá válhat. Jelenleg nem látunk okot az aggodalomra. A 3MF nyílt forráskódú, és bármely vállalat számára elérhető anélkül, hogy a 3MF Konzorcium tagja lenne. A konzorcium szerint minden tagja beleegyezett abba, hogy a 3MF-re vonatkozó összes szükséges szabadalmi igényt jogdíjmentesen elérhetővé tegye.
Hogyan alakítsd át STL-eidet 3MF-vé
Talán ez a cikk inspirált arra, hogy elkezdje használni a 3MF-et. Ha a működése jelenleg STL-eken alapul, akkor felmerülhet a kérdés, hogyan válthat át 3MF-re.
A válasz egyszerű: csak használja a mainstream szoftvercsomagok bármelyikét, mint például a Materialize Magics, az Autodesk Netfabb és a Microsoft 3D Builder, mivel mindegyik képes STL-ek megnyitására és 3MF-be való exportálására. Ráadásul ezeket az eszközöket a 3DP piac 95%-a használja.
A legtöbb ilyen programot aktívan használják a professzionális adalékanyag-gyártási alkalmazásokban, a repülőgépektől a fogyasztási cikkekig. Ennek megfelelően a professzionális 3D nyomtatókezelők könnyen ugrhatnak a 3MF-re.
A Microsoft, a 3MF Konzorcium egyik alapító tagja a kezdetektől fogva arra törekedett, hogy a formátum natívan kompatibilis legyen Windows operációs rendszerével. Mint ilyen, megtekintheti és szerkesztheti a 3MF fájlokat közvetlenül a Windows rendszerben olyan eszközökkel, mint a Paint 3D. A Microsoftnak van egy ingyenes STL-3MF konvertáló webszolgáltatása is, amelyet itt érhet el .
A fájlokat online is konvertálhatja szoftver telepítése nélkül. Számos online szolgáltatás, például a 3D-Convert.com és a SwiftConverter, lehetővé teszi az STL-ek 3MF-ekké való konvertálását csak a böngészővel. Ne feledje azonban, hogy ezeknek az ingyenes konvertereknek az eredménye nagyon eltérő lehet, és előfordulhat, hogy nem alkalmasak professzionális célokra.
Eredeti forrás: All3dp.com
