다면체 형식이 필요한 이유는 무엇입니까?

설계 및 분석 단계 후에 CAD(Computer Aided Design) 파일은 일반적으로 3D 프린터에서 준비 및 제조를 위해 다면체 파일 형식으로 변환됩니다. STL(STereoLithography 또는 Standard Tessellation Language)은 가장 일반적인 다면체 파일 형식으로, 원래 1987년 CAD 파일을 3D 프린터에서 읽을 수 있는 형식으로 변환하기 위해 개발되었습니다.

전반적으로 STL이 설계 의도를 유지하는 데 한계가 있다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 실제로 STL은 색상, 질감 또는 기타 디자인 요소 없이 3D 개체의 표면 형상만 읽을 수 있습니다. 이런 이유로 마이크로소프트 등은 3MF를 대안으로 내세우고 있다.

그러나 STL의 보편성과 지속적인 사용으로 인해 오늘날 많은 엔지니어링 팀, 제조업체 및 대학이 의존하고 있는 검증된 형식이 되었습니다.

STL이란 무엇입니까?

STL은 30년 전에 CAD 제품군으로 설계된 3D 개체를 스테레오리소그래피 3D 프린터에서 사용할 수 있도록 번역하기 위해 도입되었습니다. 그 이후로 STL은 압출 및 분사와 같은 다양한 기술을 기반으로 하는 프린터를 포함하여 여러 세대의 3D 프린터로 확산되었습니다.

IGES와 마찬가지로 STL의 장점은 적층 제조 산업에서 널리 채택되고 있다는 것입니다. 이를 통해 제품 디자이너 및 제조 파트너와 같은 다양한 조직(및 워크플로) 간에 파일을 공유할 수 있으며 파일 복구가 필요하지 않습니다(각 당사자가 사용하는 도구에 올바른 소프트웨어가 통합되어 있는 경우).

STL은 바이너리 및 ASCII(American Standard Code for Information Interchange)의 두 가지 형식 중 하나로 인코딩합니다. 바이너리를 사용하면 더 작은 파일 크기를 저장할 수 있지만(3D 프린터로 쉽게 로드할 수 있음) ASCII는 읽기 쉽고 개선이 가능하기 때문에 추구됩니다.

그러나 STL에는 한계가 있습니다.

첫째, STL은 테셀레이션을 통해 3D 개체의 표면 기하학만 인코딩합니다. 즉, 원래 디자인의 색상, 질감 및 기타 디자인 요소를 생략합니다.

둘째, 지지 구조 수정이나 인쇄 가능성을 위한 기타 편집과 같이 STL에서 수행된 수정은 CAD에서 만든 원본 파일로 자동으로 돌아가지 않습니다. 일관성을 유지하려면 먼저 CAD 파일을 수정해야 합니다. 이는 일방적이고 비효율적인 프로세스입니다.

셋째, STL은 메쉬 토폴로지를 저장할 수 없습니다. 예를 들어 ASCII 형식을 사용하여 3D 개체의 거칠기를 줄이는 경우(즉, 삼각형의 수를 늘려서) 결과 파일이 대부분의 3D 프린터에서 처리할 수 없을 정도로 커질 수 있습니다. 당신은 기본적으로 이상적인 세련미와 STL의 실질적인 한계 사이에서 타협해야 하는 병목 현상을 겪고 있습니다.

마지막으로 STL에는 3D 개체의 원래 설계자에 대한 지적 재산권 및 정보를 포함한 원본 CAD 파일의 메타데이터가 포함되지 않습니다.

STL의 대체 파일 형식

OBJ, VRML, FBX 등을 포함하여 STL에 대한 수많은 대체 파일 형식이 있습니다. 그러나 틀림없이 STL을 대체하려는 주도적인 움직임은 3MF 컨소시엄이 주도하고 있습니다.

3MF 컨소시엄은 STL과 달리 원본 3D 개체의 전체 설계 의도를 읽을 수 있는 3MF 파일 형식을 홍보하고 있습니다. 여기에는 색상, 질감 및 메타데이터가 포함되며, 이를 통해 새로운 차세대 3D 프린터는 SolidWorks와 같은 고급 CAD 제품군에서 만든 상세한 3D 개체를 쉽고 완벽하게 읽을 수 있습니다.

기술적으로 3MF는 매우 유망합니다. 첫째, XML(바이너리 대신)의 ASCII를 두 배로 줄여 최종 파일의 크기를 늘리지 않고도 완전한 세부 정보와 개선을 모두 가능하게 합니다. 둘째, 새로운 3D 프린팅 기술 및 개념을 위해 확장 가능하도록 설계되었습니다.

그러나 3MF는 미래를 위한 요인이다. 오늘날 STL은 여전히 ​​3D 인쇄를 위해 CAD 제품군으로 만든 파일을 준비하는 핵심 도구입니다. 따라서 응용 프로그램과 3D 프린터가 오늘날의 표준을 완벽하게 사용하는 동시에 이상적으로는 미래를 주시하는 데 중점을 두어야 합니다.

STL을 계속 활용하는 워크플로

STL의 한계에도 불구하고 많은 적층 제조 워크플로는 여전히 STL을 활용합니다. 사실, STL의 고유한 한계가 어떤 면에서는 유리하다는 점도 고려해야 합니다.

첫째, 완전한 설계 의도가 없고 바이너리로 인코딩된(즉, 조잡함을 거의 고려하지 않은) 베어본 3D 개체 파일은 프로토타입 단계에서 중요하지 않을 수 있습니다. 오히려 프로토타입은 최종 디자인에 대한 테스트, 검증 및 반복을 위해 추구됩니다.

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둘째, STL이 30년 이상 사용되어 왔기 때문에 적층 제조 업계는 상당한 규모의 전문 에코시스템을 구축하고 하드웨어 및 소프트웨어 도구를 사용할 수 있도록 했습니다. 비용 등의 제약으로 빠르게 3MF로의 전환 가능성은 낮아 보인다. 오히려 그러한 변화(만일 일어난다면)는 점진적이고 장기적인 과정을 통해서만 일어날 것입니다.

오늘날 3D 인쇄 소프트웨어 응용 프로그램 및 하드웨어의 초점은 STL 파일 관리에 대한 오늘날 사용자의 우려를 충족시키는 것이어야 합니다. 현재의 문제이기 때문에 비즈니스에 의미가 있을 뿐만 아니라 현재 사용 가능한 성숙한 소프트웨어 솔루션을 활용하여 경쟁력 있는 적층 제조 솔루션을 비용 효율적으로 구축할 수 있습니다.

앱 및 3D 프린터에서 3D InterOp 활용

사용자가 치유 STL 파일에 소비하는 시간을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 먼저 Spatial의 3D InterOp 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 고려하십시오. 이 키트를 사용하면 최종 사용자가 통합 파일 복구를 통해 CAD 파일을 STL로 내보낼 수 있습니다. 이를 통해 핵심 3D 개체 디자인 및/또는 인쇄 프로세스에서 파일 수정 및 기타 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있습니다.

3D InterOp를 사용하면 CAD에서 STL로 파일을 내보낼 수 있을 뿐만 아니라 SolidWorks, Autodesk 및 기타 업계 최고의 CAD 제품군을 비롯한 다른 CAD 형식을 읽을 수 있는 응용 프로그램을 최종 사용자에게 제공할 수도 있습니다.

마지막으로 Spatial의 모회사인 Dassault Systèmes는 3MF 컨소시엄의 창립 멤버이기도 합니다. 이 컨소시엄은 Spatial을 현재 및 미래의 적층 제조 개발에 참여하는 파트너로 자리매김하고 있습니다.