Что такое STL-файл и как с ним работать

Формат STL — что это такое

Формат STL появился в 1987 году вместе с программой CAD для подготовки моделей к 3D-печати. В STL-файлах поверхность модели раскладывается на треугольники. У каждого есть координаты трех вершин и направление поверхности. 

Сегодня STL-файлы используют:

• для бытовой, промышленной и медицинской 3D-печати: с их помощью можно создавать фигурки, детали, протезы и даже ювелирные изделия;
• прототипирования и моделирования: на STL-прототипах можно проверить совместимость деталей, их эргономику и аэродинамику; 
• архивирования и публикации: STL-модели удобно хранить и публиковать — они легкие и не занимают много места.

Большинство программ для 3D-моделирования поддерживают разрешение STL, поэтому часто он служит «мостом» для перехода между ПО.

Чем STL отличается от других форматов 

Каждый STL-файл — это просто набор треугольников. В отличие от других 3D-форматов, STL не хранит:

• текстуры;
• цвета;
• материалы;
• иерархию объектов;
• анимацию.

Поэтому разрешение STL подходит для инженерной и 3D-печати, но его не используют для сложных визуализаций.

Характеристика	STL	OBJ	FBX	STEP
Применение	3D-печать	Моделирование	Анимация	Инженерия
Поддержка цветов	Нет	Да	Да	Нет
Анимация	Нет	Нет	Да	Нет
Сложность модели	Простая	Средняя	Высокая	Очень высокая

Преимущества и ограничения STL

Главные плюсы STL:

• универсальность: формат читается практически любой 3D-программой;
• небольшой вес: STL содержит только координаты вершин и нормали, поэтому его вес меньше, чем у файла с текстурами и материалами;
• поддержка 3D-принтером: практически все 3D-принтеры умеют работать с STL-моделями.

• нет текстур и материалов: файл не содержит информации о визуальной характеристике модели;
• отсутствие иерархий: STL не поддерживает иерархическую структуру, все геометрические данные хранятся в плоском формате;
• формат с треугольниками: при работе с высокотекстурированными моделями получается очень сложная геометрия.

Таким образом, STL не подходит в ситуациях, когда нужны цветные или многослойные модели. В этих случаях лучше использовать другие 3D-форматы, например OBJ, FBX или STEP.

Работа с STL-файлами

Рассмотрим подробнее, как работать с STL-файлами.

Как создать STL-файл

Файл в формате STL можно создать в большинстве 3D-редакторов, например:

• Fusion 360 — CAD-программа для инженеров и дизайнеров;
• Tinkercad — простой онлайн-сервис для 3D-моделирования;
• Rhino — программа для моделирования и концептуального проектирования.

При экспорте файла важно правильно настроить точность и триангуляцию:

• чем выше точность, тем больше треугольников и размер файла; 
• низкая точность экономит место, но может ухудшить форму.

После экспорта откройте файл, чтобы убедиться, что он читается правильно.

Чем открыть STL-модели

Популярные программы для открытия STL-файлов:

• Blender — мощный редактор для моделирования, скульптинга и анимации;
• MeshLab — бесплатная программа для обработки и редактирования 3D-сеток;
• Cura — слайсер для подготовки 3D-моделей к печати.

Еще есть онлайн-приложения для просмотра STL-файлов, например 3D Viewer Online или ViewSTL.

Если файл не открывается, попробуйте:

• открыть его в другом ПО;
• использовать утилиты для исправления сетки, например Meshmixer.

Сильно поврежденные файлы, скорее всего, придется создать заново.

Как редактировать STL-файлы

Редактировать STL сложнее, чем другие форматы, так как файл хранит только треугольники без информации о конструктивных элементах модели.

Для редактирования можно использовать программы:

• Meshmixer: исправить сетку, склеить грани, удалить лишние треугольники;
• FreeCAD: изменить форму и размер с минимальными потерями;
• Blender: изменить форму, размер, повернуть, объединить с другими моделями.

Если вы хотите внести серьезные изменения, иногда проще собрать модель заново.

Как подготовить STL-файлы для 3Д-печати

Чтобы напечатать модель на принтере:

1. Убедитесь, что модель водонепроницаема — у нее нет «дырок» и сетка замкнута.
2. Создайте инструкцию для принтера: конвертируйте STL-файл в G-code с помощью слайсера, например Cura или PrusaSlicer.
3. Настройте параметры: 

• Толщина слоя печати: тонкие слои дают более высокое качество, но увеличивают время печати. Для баланса между качеством и временем рекомендуется использовать толщину 2 мм.
• Поддержка: создайте поддерживающие структуры для свисающих элементов модели. Можно сделать поддержку с решеткой, неполную поддержку или напечатать вообще без нее.
• Заполнение: настройте плотность внутренней структуры. Она обеспечивает прочность модели — от 0% (пустая модель) до 100% (полностью заполненная).

Не всегда получается правильно напечатать модель с первого раза. Пробуйте использовать разные параметры, чтобы добиться желаемого результата.

Главное об STL-файлах

Разрешение STL используют для подготовки к 3D-печати. Оно разбивает модель на треугольники с координатами вершин и направлением поверхности. 

STL-файлы легкие, универсальные, их можно открыть практически в любой CAD-программе. Но они не хранят информацию про цвет, текстуру и иерархию. Поэтому STL подходит для инженерных задач, но не для сложных визуализаций.

При подготовке STL-файла к 3Д-печати важно убедиться, что модель «герметична», и правильно настроить параметры.