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3D 인쇄용 고품질 STL 파일을 만드는 방법

매끄러운 곡선이 있어야 하는 평평한 부분이나 각진 표면이 있는 부품을 3D로 인쇄한 적이 있습니까? 아니면 90년대의 저해상도 CGI에 있는 것처럼 보이는 3D 프린트 사진을 본 적이 있습니까? 당신은 혼자가 아니며 3D 프린터의 잘못도 아닙니다. 원인은 부품을 만드는 데 사용된 STL 파일의 해상도 부족일 가능성이 큽니다!


우리는 새로운 사용자로부터 인쇄된 부품의 이러한 유형의 깎인면 표면 특성에 대해 많은 질문을 받았습니다. 그래서 모든 사람이 3D 프린터에서 최상의 인쇄물을 얻을 수 있도록 돕기 위해 이 가이드를 작성하여 훌륭한 3D 프린팅 부품을 만드는 고품질 STL입니다.


이 가이드에서는 STL 파일 및 3D 인쇄의 다음 측면을 다룹니다.


<올>
  • 1. STL 파일이란 무엇입니까?
  • 2. STL 파일이 중요한 이유
  • 3. 차선책 STL 식별
  • 4. STL 매개변수 정의
  • 5. 현 공차/현 편차
  • 6. 각도 허용 오차/각도 편차/일반 편차
  • 7. 메쉬 품질 대 파일 크기:권장 사항
  • 8. 주요 CAD 소프트웨어별 STL 내보내기 설정
  • 미국 육군 사례 연구

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    기본;DR: 올바른 STL 해상도로 CAD 지오메트리를 내보내면 슬라이싱 프로세스의 속도를 늦추지 않으면서 최고의 치수 정확도와 표면 마감으로 3D 프린팅된 부품을 얻을 수 있습니다.


    다음 매개변수를 사용하여 STL을 내보내는 것으로 시작하는 것이 좋습니다.


    • - 바이너리 STL 형식(ASCII보다 작은 파일 크기)
    • - 현성 공차/편차 0.1mm[0.004인치]
    • - 각도 허용 오차/편차 1도
    • - [선택 사항] 최소 삼각형 측면 길이 0.1mm[0.004인치]로 설정

    결과 파일 크기가 20MB보다 큰 경우 파일 크기를 늘어 줄이는 것이 좋습니다. 큰 파일 크기는 3D 인쇄를 위한 STL 준비와 관련된 계산 속도를 크게 늦출 수 있기 때문에 STL 파일 크기가 20MB 미만으로 줄어들 때까지 현 및 각도 공차 값. 이 설정에서 모델에 여전히 과도한 플랫 스팟이 있는 경우 감소를 시도할 수 있습니다. 파일 크기를 20MB 미만으로 계속 유지하는 것이 좋습니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/3d-printed-nozzle.png 1x, https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/3d-printed-nozzle.png //www-objects.markforged.com/craft/common/_medium2x/3d-printed-nozzle.png 2x" media="(최소 너비:800px)"/>

    STL 파일이란 무엇입니까?


    1980년대 후반에 스테레오리소그래피 3D 프린팅을 위해 생성된 원본 파일 형식(STL은 STereoLithography에서 유래)으로 STL 파일 형식은 실제로 3D 모델 파일을 Markforged의 Eiger 소프트웨어와 같은 슬라이싱 프로그램으로 가져오기 위한 3D 프린팅 업계 표준입니다. 모델을 3D 프린팅합니다. 3D 프린터를 사용했거나 3D 인쇄할 것을 설계한 적이 있다면 이전에 STL 파일을 본 적이 있을 것입니다. 하지만 모든 STL이 동일하지는 않다는 것을 알고 계셨습니까? 사실, 기능 요구 사항을 충족하는 3D 모델을 설계한 다음 해당 모델에서 사양을 벗어난 부품을 생성하는 STL 파일을 생성하는 것은 전적으로 가능합니다.


    STL 파일은 일반적으로 3D 모델의 연속 표면에 가까운 메쉬를 구성하는 삼각형 세트를 설명합니다. 더 정확하게 말하면, STL 파일에는 법선 벡터와 함께 3개의 세트로 그룹화된 3차원 좌표 목록이 포함되어 있습니다. 이러한 3개의 좌표 세트 각각은 삼각형의 꼭짓점(모서리 점)을 구성하고 벡터는 법선입니다 또는 삼각형의 세 점으로 설명되는 평면에 수직입니다.


    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/STL-triangle.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/STL-triangle.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    ASCII(텍스트 기반) STL 파일에서 각 삼각형은 다음 형식으로 표시됩니다. 여기서 법선 벡터 n (ni)
    nj nk
    ) 및 각 꼭짓점 v 3차원 좌표(vx vy vz ):


    패싯 노멀 ni nj nk

     외부 루프

     정점 v1x v1y v1z

     정점 v2x v2y v2z

     정점 v3x v3y v3z

     엔드루프

    종단


    함께 모든 삼각형(수백만 개를 갖는 것이 일반적임)은 3차원 기하학을 설명할 수 있는 메쉬를 형성한 다음 3D 인쇄를 준비하기 위해 Markforged의 Eiger 소프트웨어 플랫폼과 같은 슬라이싱 소프트웨어로 가져올 수 있습니다.

    <소스 srcset="https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/STL- file-with-3D-solid.png 1x, https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium2x/STL-file-with-3D-solid.png 2x" media="(최소 너비:800px)"/>

    3D 프린팅을 위한 STL은 정확히 두 개의 면에 연결된 각 삼각형 가장자리와 함께 생성하려는 형상을 완전히 둘러싸는 잘 구성된 메쉬 또는 메쉬를 포함해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. STL 또는 공백이 없는 것).


    그러나 , STL 파일은 단순히 좌표와 벡터의 목록이며 이러한 다양한 조건에 대한 STL 파일 사양에 대한 요구 사항은 없습니다. STL 파일, 특히 3D 스캐너에서 직접 생성된 파일에는 3D를 올바르게 인쇄하기 어렵거나 불가능할 수 있는 비다양체 형상 또는 불완전한 표면이 포함될 수 있으며 슬라이싱 중에 오류가 발생할 수 있습니다.


    일반적으로 STL 내보내기 기능이 알려진 주류 CAD 소프트웨어에서 STL을 내보내는 것이 가장 좋습니다. 거의 모든 최신 상용 엔지니어링 CAD 소프트웨어와 더 잘 알려진 오픈 소스 또는 취미 패키지가 이 범주에 속합니다. CAD 소프트웨어 및 "STL 내보내기 옵션"에 대한 빠른 온라인 검색은 일반적으로 올바른 방향을 알려줍니다.


    STL 3D 프린팅:중요한 이유


    마지막 섹션은 여러분이 관심을 가질만한 것보다 약간 더 많은 지오메트리였습니다. 그러나 이 토론에서 중요한 것은 이 모든 삼각형에 의해 생성된 메쉬입니다. 삼각형은 평평한 2D 모양이므로 STL 파일의 삼각형 모음은 완벽하게 복제 메쉬의 삼각형이 모델의 가장 작은 피쳐보다 작을 수 있다고 가정하고 큐브, 다각형 또는 실제로 곡면이 없는 모든 형상과 같은 평평한 표면으로만 구성된 3D 모델. 이 가정은 나중에 CAD의 STL 내보내기 설정에 대해 이야기할 때 논의할 것입니다.


    그러나 많은 엔지니어링 부품에는 구멍, 필렛, 반지름, 회전 또는 더 복잡한 곡선 및 유기적 형상이든 간에 최소한 일부 곡선 표면이 있습니다. 이러한 곡선(비평면) 피쳐 및 표면은 삼각형 메시로 복제되므로 다음으로만 근사됩니다. STL 내보내기 설정에 따라 다양한 정밀도 수준을 가진 STL 파일입니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/STL-Sphere.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/STL-Sphere.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    STL 파일을 업데이트해야 합니까?


    3D 프린트의 품질과 각각의 STL 파일이 Eiger에서 처리되는 속도에 만족한다면 축하합니다. 잘 작동하는 것을 변경할 필요가 없습니다! 그러나 문제가 있는 경우 이 문서가 도움이 될 수 있는 두 가지 주요 문제가 있습니다. 이 문제는 너무 낮거나 너무 높은 내보내기 해상도 설정으로 생성된 STL 파일로 인해 발생합니다. 저해상도 STL의 정의 특성은 부드러운 곡선면이 있어야 하는 영역에 평평한 점이 있는 3D 인쇄입니다. 고해상도 STL 파일을 사용하면 멋진 3D 인쇄 부품을 생성할 수 있지만 파일 크기가 크면 Markforged의 Eiger 소프트웨어에서 슬라이스 시간이 길어지고 가장 극단적으로 부품 보기를 조정할 때 사용자 인터페이스가 지연될 수 있습니다. 경우.


    STL 형식이 널리 보급된 근본적인 이유 중 하나는 단순성으로 인해 다양한 엔지니어링 및 설계 소프트웨어가 다른 3D 모델 형식에서 STL 파일을 쉽게 지원, 편집 및 생성할 수 있게 되었습니다. 거의 모든 3D 프린터로 인쇄할 수 있습니다. 불행히도 STL의 주요 단점 중 하나는 단순성이기도 합니다. STL에는 디자인된 단위 시스템(밀리미터, 인치, 피트 등)에 대한 정보가 포함되어 있지 않으며 실제로 STL의 해상도를 결정할 수 없습니다. STL 파일 자체 및 생성된 원본 모델을 얼마나 정확하게 나타내는지.


    사용자가 겪는 가장 일반적인 문제는 너무 조악하고 충분한 해결 없이 생성된 STL 파일입니다. 이에 대한 가장 눈에 띄는 지표는 다음 노즐 이미지와 같이 부드러운 곡선으로 설계된 부품의 평평한 부분과 면처리된 영역입니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/STL-Nozzle.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/STL-Nozzle.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    Markforged의 Eiger 소프트웨어 플랫폼에 내장된 도구를 사용하여 이 저해상도 조건을 쉽게 식별할 수도 있습니다. 소프트웨어에서 부품 모델 위로 마우스를 이동하면 Eiger는 커서 아래에 있는 면과 그에 평행한 모든 면(그리고 작은 평행 각도 허용 오차 내)을 파란색으로 강조 표시합니다. 마우스로 면을 강조 표시할 때 모델에서 명확한 면과 평평한 점을 볼 수 있다면 STL 파일의 해상도를 높여야 할 것입니다. 강조 표시된 면이 상대적으로 부드러운 색상 그라데이션으로 '흐릿하게' 보이면 STL 해상도로 3D 인쇄에 충분할 수 있습니다.

    반면에 해상도가 지나치게 높은 STL 파일은 Eiger가 효율적으로 처리하기에는 너무 커서 슬라이싱 작업이 느려질 수 있습니다. STL이 얼마나 정밀할 수 있는지에 대한 실제 제한(컴퓨터에서 사용 가능한 저장 공간 제외)은 없으며, 삼각형 측면 길이가 나노미터 이하인 삼각형 메쉬를 만드는 것이 완전히 가능합니다(참고로 평균 인간 머리카락은 약 75,000나노미터입니다). 이것은 3D 프린터에서 사용할 수 있거나 필요한 것보다 훨씬 더 높은 해상도이므로 지나치게 높은 해상도의 STL은 단순히 작업 흐름을 늦추고 시간을 낭비합니다.


    이러한 제한 사항에도 불구하고 STL 파일을 생성할 때 몇 가지 모범 사례를 따르면 훌륭한 3D 인쇄 부품을 쉽게 만들 수 있습니다. STL을 생성하고 내보낼 때 CAD 소프트웨어에서 선택하는 내보내기 설정은 3D 인쇄 부품의 품질, 치수 정확도 및 표면 마감에 큰 영향을 줄 수 있으므로 이러한 매개변수를 이해하는 것이 중요합니다.

    STL 매개변수 정의


    CAD 소프트웨어에서 STL을 내보낼 때 삼각형 메쉬의 밀도를 제어하는 ​​몇 가지 매개변수가 있으며, 이는 다시 부품의 형상을 정의합니다. 내보내기 프로세스와 이러한 매개변수 간의 상호 작용에 대해 생각하는 한 가지 방법은 CAD 소프트웨어가 작은 STL 파일 크기에 맞게 최적화하려고 하므로 가능한 가장 거칠고 해상도가 낮은 메쉬를 만들려고 시도하지만 하나 이상의 내보내기 지정한 매개변수를 사용하려면 소프트웨어에서 다양한 기능 및 형상에 대해 더 높은 해상도의 메시를 사용해야 할 수 있습니다. 따라서 유용한 멘탈 모델은 이러한 내보내기 매개변수를 내보내기 프로세스를 '강제'하여 더 미세한 고해상도 메시를 생성하는 것으로 간주하는 것입니다.

    일반적으로 최신 CAD 소프트웨어는 사용자에게 최소 두 가지 내보내기 매개변수를 제어할 수 있는 기능을 제공합니다. 하나는 현 공차라고 하는 선형 치수 (또는 현편 편차 ) 및 각도 공차 라고 하는 각도 치수가 있는 것 (또는 각도 편차 ). 결과 STL은 선택한 내보내기 설정에 지정된 모든 조건을 충족해야 합니다. 3D 모델의 특정 기능 형상에 따라 이러한 설정 중 하나는 일반적으로 다른 것보다 더 제한적이며(고해상도 메시 필요) 해당 기능에 대한 지배적이거나 제한적인 매개변수로 간주될 수 있습니다. 제한 매개변수는 일반적으로 다양한 기능에 대한 응답으로 부품의 형상에 따라 달라집니다. 이러한 매개변수와 STL 생성에 미치는 영향을 먼저 살펴본 다음 다양한 주요 CAD 소프트웨어 패키지에서 이러한 설정을 구성하는 방법을 분석합니다.


    현 공차/현 편차


    현 공차(또는 현 편차)는 설계된 대로 3D 모델과 비교할 때 STL의 전체 치수 정확도를 제어하는 ​​설정입니다. 현 공차는 일반적으로 다음 이미지에서 볼 수 있듯이 설계된 대로 3D 모델의 표면과 결과 STL의 가장 가까운 삼각형 면에서 허용되는 최대 법선(수직) 선형 편차로 지정됩니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/Chordal-tolerancedeviation.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/Chordal-tolerancedeviation.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    현 공차는 부품의 전체 형상에 걸쳐 생성된 STL과 설계된 대로 모델 간에 허용되는 최대 오류를 제어하는 ​​것으로 생각할 수 있습니다. 따라서 CAD 소프트웨어의 STL 내보내기 기능은 3D 모델 지오메트리 주위에 삼각형 메쉬를 구축하므로 3D 모델과의 최대 거리가 지정한 현 허용오차를 초과하는 삼각형을 생성할 수 없습니다. 현 허용오차가 STL 해상도의 제한 요소라고 가정하면 현 허용오차 값이 작을수록 더 많은 삼각형과 더 큰 파일 크기로 더 높은 해상도의 STL이 됩니다.


    각도 공차/각도 편차/일반 편차


    각도 허용오차 설정(각도 편차 또는 법선 편차라고도 함)은 메시에 있는 두 개의 인접한 삼각형의 법선 벡터 사이에 허용되는 최대 각도를 제어하며 더 높은 값으로 메시를 '정련'하는 매개변수로 생각할 수 있습니다. 화음 허용 오차가 허용하는 것 이상의 해상도. 각도 허용 오차가 적용되는 좋은 예는 일반적으로 반경이 현 허용 오차와 비슷한 크기의 필렛과 같은 작은 곡면입니다. 각도 허용 오차 설정이 없으면 이러한 작은 필렛은 매우 눈에 띄는 평평한 지점을 가질 수 있으며 다음 다이어그램과 같이 필렛 반경이 현 허용 오차와 동일한 극단적인 경우 모따기로 바뀔 수 있습니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/Angular-deviation.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/Angular-deviation.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    각도 편차 값(도 단위로 측정)이 지배적 매개변수가 될 만큼 충분히 작게 설정되면 STL 생성 프로세스에서 반경이 작은 피처인 더 날카로운 곡률이 있는 부품 영역에 더 많은 삼각형을 추가해야 합니다. 이렇게 하면 결과적으로 3D 인쇄된 부품에서 이러한 기능의 부드러움이 현 허용오차만으로 제공되는 것 이상으로 '개선'됩니다.


    각도 편차는 일반적으로 도 단위로 측정되지만(낮은 값을 사용하면 더 높은 해상도의 모델이 생성됨) 일부 CAD 소프트웨어는 각도 편차를 0에서 1 사이의 값이 큰 무차원 '각도 제어' 매개변수로 지정합니다. 곡면 주위에 더 높은 STL 해상도를 지정합니다. 주요 CAD 소프트웨어 패키지별 STL 설정에 대한 아래 섹션을 참조하거나 자세한 내용은 특정 CAD 소프트웨어 게시자의 기술 지원 또는 지식 기반 사이트를 방문하십시오.


    추가 내보내기 설정 :일부 CAD 프로그램은 최소 또는 최대 삼각형 면 길이와 같은 옵션을 포함할 수 있는 현 및 각도 공차의 두 가지 주요 제어 이외의 추가 설정을 제공할 수 있습니다. 일반적으로 이들은 극단적인 경우 STL 내보내기 문제를 해결하는 데 사용되며, 특별한 이유가 없는 한 조정해야 하는 경우가 아니면 기본값으로 두는 것이 좋습니다.


    ‍메시 품질 대 파일 크기:권장 사항


    더 높은 해상도의 STL 메쉬는 더 부드럽고 정확한 모델을 생성하기 때문에 CAD 프로그램의 해상도 설정을 가능한 최대 해상도로 올려서 하루라고 부르고 싶을 수도 있습니다. 그러나 STL 내보내기의 해상도를 높이면 STL 파일 크기가 증가하여 일반적으로 STL 파일을 생성하고 Eiger에 업로드한 다음 실제로 STL을 슬라이싱하고 3D 프린팅. 특정 지점이 지나면 STL 파일의 해상도는 3D 프린터의 기계 정밀도를 훨씬 초과할 수 있습니다. 즉, 인쇄된 부품에 실제로 반영되지 않는 STL 해상도에 시간 비용을 지불해야 할 수 있습니다.


    그런 다음 권장되는 모범 사례는 기능 요구 사항을 충족하는 고품질 해상도와 Eiger에서 빠르게 처리할 수 있는 파일 크기 간의 균형이 되도록 STL 내보내기 설정을 선택하는 것입니다. 경험에 따르면 다음 설정이 유용한 시작점입니다.


    • - 바이너리 STL 형식(ASCII보다 작은 파일 크기)
    • - 현 허용 오차/편차 0.1mm[0.004인치]
    • - 각도 허용 오차/편차 1도
    • - 최소 측면 길이 0.1mm[0.004인치]

    결과 파일 크기가 20MB보다 훨씬 큰 경우 늘어 파일 크기를 줄이는 것이 좋습니다. 큰 파일 크기는 3D 인쇄용 STL 준비와 관련된 처리 작업을 느리게 할 수 있으므로 STL 파일 크기가 20MB 미만으로 줄어들 때까지 현 및/또는 각도 공차 값. 그러나 다양한 수준의 STL 해상도 및 소프트웨어 처리 시간에 대한 허용 오차는 개인 취향이므로 다양한 파일 크기를 자유롭게 실험해 볼 수 있습니다.


    다양한 CAD 소프트웨어에 의한 STL 내보내기 설정


    주요 CAD 소프트웨어 패키지의 대표 샘플을 가져오려고 했지만 온라인에서 스크린샷을 찾기가 항상 쉽지는 않았습니다. 이러한 매개변수를 구성하는 방법을 잘못 표현했다고 생각되시면 연락처 페이지를 통해 메모해 주시면 수정하겠습니다!


    크레오(PTC)


    Creo에서는 아래에 표시된 '각도 제어' 매개변수가 최대 각도 편차를 도 단위로 조정하지 않고 대신 '현 높이'( 현 공차) 매개변수. '각도 제어' 매개변수 값의 범위는 0.0에서 1.0입니다. 여기에서 '각도 제어' 매개변수에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 시작점으로 다음 설정을 권장합니다.


    • - STL 형식:바이너리
    • - 현 높이:0.1mm[0.004인치](참고:현 공차)
    • - 각도 제어:0.25
    • - '최대 가장자리 길이' 및 '종횡비'를 기본값으로 그대로 둡니다.

    <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/Creto-1.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/Creto-1.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    퓨전 360(오토데스크)


    Fusion 360. 시작점으로 다음 설정을 권장합니다.

    <울>
  • - STL 형식:바이너리
  • - 표면 편차:0.1mm[0.004인치](참고:현 공차)
  • - 수직 편차:1도(참고:이것은 각도 편차입니다)
  • - '최대 가장자리 길이' 및 '종횡비'를 기본값으로 그대로 둡니다.
  • <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/Fusion-1.png 1x, https://www-objects .markforged.com/craft/common/_medium2x/Fusion-1.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

    NX(지멘스)


    시작점으로 다음 설정을 권장합니다.

    <울>
  • - 출력 파일 형식:바이너리
  • - 현부 허용 오차:0.1mm[0.004인치](참고:여기에서 단위는 문서 단위로 설정됨)
  • - 각도 허용 오차:1도
  • 온셰이프(PTC)


    시작점으로 다음 설정을 권장합니다.

    <울>
  • - STL 형식:바이너리
  • - 각도 편차:1도
  • - 현 허용 오차:0.1mm[0.004인치]
  • - 최소 패싯 너비:0.1mm[0.004인치]
  • SOLIDWORKS(다쏘시스템)


    시작점으로 다음 설정을 권장합니다.

    <울>
  • - STL 형식:바이너리
  • - 해상도:사용자 지정
  • - 편차:0.1mm[0.004인치](참고:이 매개변수는 현 공차/현편 편차임)
  • - 각도:1도
  • - '최대 패싯 크기 정의'를 선택하지 않은 상태로 둡니다.
  • <소스 srcset=" https://www-objects.markforged.com/craft/common/_medium/solidworks.png 1x, https://www-objects.markforged.com/craft /common/_medium2x/solidworks.png 2x" 미디어="(최소 너비:800픽셀)"/>

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