Конвертация формата .STL в .STEP

Наиболее популярный формат в 3Д печати – это STL. Однако бывают случаи, когда модель не совсем такая, как нужно, и необходимо изменить ее дизайн. В формате STL это сделать крайне сложно, поэтому прибегают к конвертации файла в STEP. Это стандартизированный формат, который используется в системах автоматизированного проектирования (САПР). Он же и более удобен для редактирования.

Формат STL

Обычные и доступные всем 3Д-модели в большинстве случаев файлового формата STL. Он получил широкое распространение, в частности, применяется в 3Д-печати. Формат появился благодаря фирме 3D Systems, которая разработала его под стереолитографию – одну из аддитивных технологий. Именно от этого слова Stereolithography и пошло сокращение STL.

Сейчас более актуальны другие расшифровки, поскольку 3Д-печатные технологии существенно расширились и не ограничены только методом стереолитографии. Так появились и альтернативные расшифровки:

• Standard Tesselation Language – стандартный язык тесселяции.
• Standard Triangulation Language – стандартный язык триангуляции.

В данных формулировках будет все же ключевой будет тесселяция, поскольку подразумевает формирование объемных моделей на основе полигонов, которые, как правило, имеют вид треугольников (триангуляционные полигоны).

Формат STEP

Расшифровка аббревиатуры данного формата — Standard for the Exchange of Product model data. По факту это реальный стандарт типа ISO. Аналогичную аббревиатуру получил и файловый формат, который легко распознают все САПР. Преимущество как раз и заключается в стандартизации – позволяет открывать и редактировать модель в любом САПР, даже если изначально файл был создан в другой системе автоматизированного проектирования.

Ключевое различие заключается в том, что STEP – это файловый формат под САПР, который несложно редактировать. И именно поэтому порой возникает необходимость в конвертации формата STL в STEP, когда требуется что-то исправить или изменить. Как это сделать рассмотрим далее.

Для чего нужна конвертация файла в STEP

Большинство библиотек и площадок предлагает файлы для 3Д печати с готовыми моделями в формате STL, за исключением ресурсов с дизайнерским уклоном, тот же GrabCAD. Если вам нужно только напечатать изделие, то проблем нет. В Blender можно частично отредактировать файл, но это потребует изрядных художественных навыков. Куда сложнее случаи, если требуется параметрическое редактирование. В формате STL это сделать практически нереально.

Дело в том, что модели изначально построены по-разному в зависимости от формата. Если сравнить с двухмерной графикой, то можно провести похожие параллели между растровым и векторным изображением.

Растровая графика состоит из отдельных пикселей определенного цвета. Яркий пример – формат JPEG. И этот формат имеет свои особенности. В частности, при увеличении масштаба теряется качество, так как попросту увеличивается размер пикселя. Разрешение при этом не увеличивается. Векторный файл, тот же SVG, устроен иначе. Он представляет собой набор математических функций, поэтому при масштабировании качество изображения не ухудшается.

Аналогично можно сравнить и файлы STEP и STL. В этом смысле STL будет похож на JPEG, а STEP соответственно на SVG. А если копать глубже, то формат STEP подразумевает не только наличие информации о внешней геометрии объекта, но и другие характеристики: твердотельность, пустотельность, поверхностность, материал и размеры. В то время как формат STL содержит лишь информацию о полигональных сетках (мешах). К тому же можно создать модель в программе SolidWorks, сохранив ее в формате STEP, а открыв ее в AutoCAD вы получите все заданные параметры этой модели. Программа полностью распознает файл и все данные – это обеспечивает стандартизация.

Таким образом можно сказать, что STL – формат, содержащий данные о простых полигональных сетках. STEP- это формат с твердотельной моделью, в отношении которой есть ряд дополнительных параметров. Эта разница и обуславливает сложность конвертации одного файлового типа в другой. И этим объясняется отсутствие готовых решений, способных конвертировать один файл другой. Чтобы можно было вносить изменения в 3Д-модель, нужно сначала перевести полигональную сетку в твердотельную модель и сделать это можно двумя способами.

Способ 1: Autodesk Fusion 360

Широко известная САПР Fusion 360 имеет возможность конвертации. Рассмотрим пошагово, как это сделать в данном софте:

• Открыть САПР Fusion 360
• Вставить сетку – для этого нужно войти в меню «Вставка». Там выбрать строку «вставить меш». В открытом меню выбрать нужный файл в формате STL. Программа также поддерживает и другие файлы аналогичного свойства 3MF, OBJ.
• Проверить настройки в меню вставки меша:

• Units – выбор единиц измерения (мм, см, м, дюймы)
• Flip Up Direction – ориентация в пространстве на случай если модель загрузилась неправильно, например на боку
• Position – положение центра, центровка
• Numerical Input – положение объекта, заданное цифрами
• Конвертация сетки в твердотельный объект – во вкладке «Меш» выбрать «изменить». Далее нужно выбрать меню «Конверт меш» и сконвертировать сетку, в чем помогут настройки:
• Body – выбор редактируемого тела
• Operation – параметрический или базовый режим, в первом операции будут фиксироваться и записываться
• Method – выбор метода конвертации.

Конвертируемый метод может быть граненым или призматическим. В первом случае сетка конвертируется в твердое тело в том виде, как есть. Призматический метод работает по принципу объединения соседних граней сетки. Он более удобный в работе и готовая модель может легче подвергаться различным изменениям. Но, чтобы воспользоваться данной методикой, придется приобрести расширенную версию, в бесплатной функция недоступна.

Дополнительно предусмотрен инструмент Generate Face Groups. Он может помочь программе в объединении граней. Этот инструмент находится в меню «Препаре» (подготовка).

• Сохранение в формате STEP – когда модель готова – преобразована в твердое тело, необходимо ее сохранить в нужном нам формате. Сделать это надо через меню «Экспорт», которое располагается в меню «Файл».

Если выбрать режим «сохранить как, то вы отправите файл в облачное хранилище. Чтобы сохранить модель на жесткий диск, прибегают к функции экспорт. Учитывайте этот факт!

Способ 2: FreeCAD

Конвертировать файл STL в STEP можно при помощи бесплатной опенсорной САПР FreeCAD. Эта программа устроена по принципу рабочих верстаков, в каждом из которых предусмотрен свой набор инструментов. Для конвертации нам нужен будет верстак с названием Part Workbench. Там есть меню «Деталь», в котором и предстоит работать.

Все, по сути, совсем не сложно. Нужно открыть необходимый файл в формате STL и перейти на вышеобозначенный верстак. Далее нужно выбрать полигональную сетку. Сделать это можно прямо в окне просмотра или же списке. В панели сверху нужно выбрать меню «Деталь» (Part). Далее обратиться к функции «Create shape from mesh», то есть создать форму из сетки. Допуск нужно оставить 0,1 (это величина по умолчанию). Далее следует нажать «ОК» и на экране отобразится сразу две модели: одна полигональная, вторая твердотельная. Вам нужно сохранить через меню «Экспорт» твердотельную модель в формате STEP. Если попробовать сохранение через «Сохранить как», то программа сделает это в своем стандартном формате — FreeCAD Document. Но такую модель вы сможете редактировать только в этой САПР. Именно поэтому рекомендуется использовать меню «Экспорт».