Nicht jede digitale Datei ist gleich. Obwohl STL lange Zeit das Hauptarbeitstier des 3D-Drucks war, sind mehrere andere Dateiformate aufgetaucht, jedes mit eigenen Vor- und Nachteilen. Die Verwendung des falschen Formats kann zu fehlerhaften Drucken und Ärger führen, egal ob Sie ein vollfarbiges Kunstwerk oder einen funktionalen Prototyp drucken. Dieser Leitfaden behandelt die Grundlagen.
Was sind 3D-Druckdateien?
Im Wesentlichen ist eine 3D-Modelldatei eine digitale Nachbildung eines dreidimensionalen Objekts. Das Programm Ihres 3D-Druckers, allgemein als Slicer bekannt, sieht Kurven und Oberflächen daher anders als ein Videospiel oder CAD-Tool. Stattdessen benötigt es einen bestimmten Satz geometrischer Informationen.
Die gängigen 3D-Druckdateiformate
Dieser Abschnitt ist zentral für das Verständnis Ihrer Optionen. Unten finden Sie eine Aufschlüsselung der vier gängigsten Dateiformate im Consumer- und professionellen 3D-Druck, von STL-Dateien für den 3D-Druck bis hin zu anderen, selteneren 3D-Druckdateitypen.
.STL-Datei
STL Vorschau Bild (Quelle: falken76 via Thingiverse)
Seit den 1980er Jahren ist das STL-Dateiformat der Standard im 3D-Druck. Es stellt die Oberflächengeometrie eines 3D-Objekts mithilfe eines Netzes kleiner Dreiecke dar. Größere Dateien resultieren aus mehr Dreiecken, aber glatteren Oberflächen. Insbesondere bietet es keine Skalierungs-, Farb- oder Texturdaten.
Vorteile:
Es wird von praktisch jeder 3D-Drucksoftware, jedem Slicer und Online-Datenbanken wie Thingiverse oder Printables unterstützt.
Seine einfache Natur erleichtert die Verarbeitung und das Slicen für Software.
Es ist ein ausgereiftes, gut verstandenes Format mit einem riesigen Ökosystem an Unterstützung.
Nachteile:
Es kann keine Farb-, Textur- oder Mehr-Material-Daten speichern.
Der Triangulierungsprozess nähert gekrümmte Oberflächen an, was bedeutet, dass er nie perfekt genau sein kann. Bei der Konvertierung in STL verliert ein sehr hochauflösendes STL-Modellformat ein gewisses Maß an Details.
Die Datei enthält keine Einheitsdefinition (mm oder Zoll), was gelegentlich zu Skalierungsproblemen führt, wenn sie im Slicer nicht richtig konfiguriert ist.
Anwendbare Szenarien:
STL-Dateien sind perfekt für Anfänger, die einfarbige, einmaterialige Objekte drucken möchten. Das Format ist auch ideal für funktionale Teile, bei denen Farbe und Textur irrelevant sind. Schließlich ist es aufgrund seiner universellen Kompatibilität zum bevorzugten Format für das Online-Teilen von Designs geworden.
.OBJ-Datei
OBJ Vorschau Bild (Quelle: askgriff via Thingiverse)
Das OBJ-Dateiformat bietet mehr Vielseitigkeit und ist eine Weiterentwicklung von STL. Es ist eine gängige Option im Druckbereich und bei fortschrittlichen 3D-Visualisierungen. 3D-Geometrieinformationen können in einer OBJ-Datei gespeichert werden, ähnlich wie bei STL. Es ist aber auch flexibler, da es Daten zu Texturen, Materialien und Farben speichern kann. Dies erreicht es durch den Verweis auf eine begleitende MTL-Datei, die die Material- und Farbdefinitionen des 3D-Druckers enthält.
Vorteile:
Der Hauptvorteil ist, dass OBJ-Dateien den Druck komplexer Figuren oder vollfarbiger Sandsteinmodelle ermöglichen, da sie Texturen und Farben aufnehmen können.
Obwohl diese Funktionalität in 3D-Druckumgebungen nicht immer genutzt wird, kann sie Kurven und Oberflächen auch genauer darstellen als STL, indem sie mathematische Kurven verwendet.
Nachteile:
Die Verwaltung eines OBJ-Modells ist etwas komplizierter, da es typischerweise aus der .obj-Datei, der .mtl-Datei und unabhängigen Bilddateien für Texturen besteht.
Die Einbeziehung von Farb- und Texturinformationen kann die Dateigröße erheblich erhöhen.
Es kann Farben verwalten, ist aber nicht so leistungsfähig wie 3MF für die Einrichtung komplizierter Mehr-Material-Druckanordnungen (z. B. verschiedene Filamentzuweisungen).
Anwendbare Szenarien:
3D-gedruckte Skulpturen, Figuren oder topografische Karten, bei denen Farbinformationen wesentlich sind, profitieren von OBJ-Dateien. Wenn die Oberfläche des Drucks eine bestimmte visuelle Textur erfordert, wie z. B. Holzmaserung oder Stoff, funktionieren sie ebenfalls hervorragend.
.3MF-Datei
3MF Vorschau Bild (Quelle: cipis via Thingiverse)
Der moderne, bewusst entworfene Nachfolger von STL ist das 3MF 3D Manufacturing Format. Dieses Format kommt in einem XML-basierten Datenpaket, typischerweise einem Zip-Archiv, das alle Daten über ein Modell in einem Archiv enthält. Dazu gehören Geometrie, Materialfarben, Texturen und sogar Druckeinstellungen wie Füllmuster, Spezifikationen der Stützstrukturen und Skalierung.
Vorteile:
Alles, was zur Beschreibung des Druckauftrags benötigt wird, ist in einer einzigen Datei enthalten, wodurch die Dateiverwaltungsprobleme von OBJ entfallen.
Natürlich ermöglicht es eine Vielzahl von Farben, Texturen und Materialien.
Es ist so konzipiert, dass es „wasserdicht“ und selbstdarstellend ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern wie nicht-mannigfaltigen Kanten, die STL-Dateien beeinträchtigen könnten, verringert wird.
Da es XML-basiert ist, können die Daten bei Bedarf mit einem Texteditor untersucht und geändert werden.
Nachteile:
Obwohl sich die Akzeptanz schnell ausbreitet, ist es noch nicht so weit verbreitet wie STL, insbesondere bei sehr alten Computern oder Druckern.
Es ist auch komplexer im Vergleich zu anderen Formaten, während es in vielen Fällen auch größere Dateigrößen aufweist.
Anwendbare Szenarien:
Dieser Dateityp ist oft die beste Wahl für moderne Drucker mit Dual-Extrudern oder MMU-Systemen. Er ist auch ideal für Benutzer, die einen vollständigen, eindeutigen Druckauftrag an ein Servicebüro oder einen Kollegen weitergeben müssen. Er ist sogar perfekt, um ein Projekt zu speichern, während nicht nur die Geometrie, sondern auch die beabsichtigten Material- und Farbwahlen erhalten bleiben.
Was ist das beste Format für den 3D-Druck?
Hier ist eine Analyse anhand verschiedener Faktoren, die Ihnen bei der Auswahl hilft.
Aus der Perspektive des Benutzer-Erfahrungslevels:
STL ist die Standard- und beste Wahl. Angesichts seiner Universalität öffnet jeder Slicer es, und jede Anleitung oder jedes Handbuch, dem Sie folgen, wird es verwenden. Es vereinfacht den Prozess und lässt Sie sich auf das Erlernen der Druckgrundlagen konzentrieren.
Mit zunehmender Erfahrung werden Sie auf Projekte stoßen, bei denen STL nicht ausreicht. STL ist immer noch hilfreich für den allgemeinen Druck, aber Sie sollten anfangen, mit 3MF zu experimentieren. Indem es Druckeinstellungen zusammen mit dem Modell speichert, vereinfacht es Prozesse und erspart Ihnen, Ihren Slicer jedes Mal neu konfigurieren zu müssen, wenn Sie eine Datei erneut öffnen.
Aus der Perspektive der Modelltypen:
Für einfache und funktionale Teile ist STL völlig ausreichend. Farbe und Textur sind irrelevant, und die Einfachheit des Formats ist ein Vorteil. Wenn Sie eine vorab unterstützte Tabletop-Miniatur drucken, wird der Designer diese wahrscheinlich in STL für maximale Kompatibilität bereitstellen. Wenn Sie jedoch Ihre eigene vollfarbige Skulptur erstellen, benötigen Sie OBJ, um die bemalten Texturen zu erhalten.
Aus der Perspektive der Materialien:
STL ist ein einwandfreies Format, wenn es um das Drucken mit einem einzigen Material geht, da es einfach zu verwenden, weit verbreitet und insgesamt sehr effizient ist.
Umgekehrt ist 3MF die bessere Wahl für mehrere Materialien oder Farben. Seine Fähigkeit, Materialeigenschaften zu kodieren, garantiert, dass das richtige Filament dem richtigen Abschnitt des Modells zugewiesen wird, wodurch Fehler und Einrichtungszeit minimiert werden.
Unsere Empfehlung
Beginnen Sie mit STL. Selbst im Vergleich von 3MF und STL ist es die Standardsprache des 3D-Drucks. Meistern Sie die Grundlagen des Slicing und Druckens damit. Wechseln Sie für komplexe Projekte zu 3MF. Wenn Ihr Druck mehrere Farben, mehrere Materialien beinhaltet oder wenn Sie Ihre präzisen Slicereinstellungen zusammen mit dem Modell speichern möchten, wechseln Sie zu 3MF. Und bleiben Sie dabei, OBJ für vollfarbige, texturierte Modelle zu verwenden.
Andere 3D-Druckdateiformate
Während STL, OBJ und 3MF die gebräuchlichsten für den eigentlichen Druckprozess sind, werden Sie in Ihrem Workflow auf andere wichtige Dateitypen für verschiedene 3D-Druckerdateitypen stoßen.
.AMF-Datei
Das AMF-Format war ein weiterer Versuch, einen modernen Ersatz für STL zu schaffen. Eine AMF-Datei ist ein XML-basiertes Format, das die Geometrie, das Material, die Farbe und sogar Gitter und Gradienten des Objekts beschreibt. Wie 3MF ist es als einzelne, umfassende Datei für die additive Fertigung konzipiert. Es kann gekrümmte Dreiecke beschreiben, was eine genauere Darstellung einer Oberfläche mit kleineren Dateigrößen im Vergleich zu den flachen Dreiecken von STL ermöglicht. Und es unterstützt Funktionen wie Farbverläufe und variierende Materialeigenschaften über ein einzelnes Objekt hinweg.
Obwohl es ein ASTM-Standard (American Society for Testing and Materials) ist, erhielt es nie die umfassende Unterstützung, die 3MF von großen Software- und Hardwareunternehmen genießt. Im Vergleich zu 3MF ist es weniger wahrscheinlich, dass beliebte Slicer eine starke AMF-Unterstützung enthalten.
Es ist immer noch ein Format für bestimmte industrielle oder Forschungsanwendungen, das seine speziellen Gradienteneigenschaften in 3D-Druckdateien erfordert, aber es wird nicht für den normalen Verbrauchergebrauch empfohlen, da Akzeptanz und andere Elemente eine zu große Rolle bei der Veralterung dieses Formats spielen.
.STEP- oder .STP-Datei
Das STEP-Format ist der Industriestandard für die Verteilung von 3D-Modellen zwischen professionellen CAD-Anwendungen wie SolidWorks, Fusion 360 und Onshape. Eine STEP-Datei enthält die "Rezeptur" für den Aufbau von Volumenkörpern, Kurven und Dimensionen zusätzlich zur vollständigen, korrekten parametrischen Geometrie eines Modells, im Gegensatz zu STL.
Sie können eine STEP-Datei nicht direkt ausgeben. Sie müssen sie zuerst in ein CAD- oder Slicer-Programm importieren, das sie dann als STL- oder 3MF-Datei zum Drucken exportieren kann. Es ist die Anordnung, die Sie in einem professionellen Designkontext zum Bearbeiten und zur Zusammenarbeit verwenden, nicht für die letzte Druckphase.
.X3D-Datei
Das offene, XML-basierte X3D-Format ist ein XML-basiertes Dateiformat, das dreidimensionale Computergrafiken darstellt. Es folgt dem älteren VRML (Virtual Reality Modeling Language).
Webbasierte 3D-Anwendungen, interaktive Simulationen und Datenvisualisierung hängen alle hauptsächlich von X3D ab.
Obwohl es 3D-Geometrie und entsprechende 3D-Dateien zum Drucken darstellen kann, ist es im 3D-Druckumfeld keine weit verbreitete Form. Sie könnten es beim Extrahieren von 3D-Daten von einer wissenschaftlichen oder webbasierten Website antreffen.
Fazit
Das traditionelle STL bleibt ein zuverlässiges und weltweit eingesetztes Arbeitstier für die meisten gängigen Drucke. Das 3MF-Format, das die Zukunft repräsentiert, bietet eine robuste All-in-One-Lösung, die Fehler reduziert und das Wissen maximiert.
Die Kenntnis der Vor- und Nachteile von STL, OBJ und 3MF ermöglicht es Ihnen, mit Sicherheit das am besten geeignete 3D-Druckerdateiformat für die jeweilige Aufgabe auszuwählen und sicherzustellen, dass Ihr fertiger Druck genau dem entspricht, was Sie beabsichtigt hatten.