¿Que contienen los archivos para impresión 3D?

Los modelos que utilizamos para imprimir en 3D no son más que un archivo que contiene, en un formato u otro, una definición de la geometría de la pieza. Así de simple. En función de qué formato utilicemos variará la manera en la que esta geometría está codificada en el archivo, además de otras características que veremos más adelante.

STL: el formato más común

El formato STL es el formato de modelos 3D más popular (en el ámbito de la impresión 3D) y también uno de los más antiguos. Fue creado por la empresa 3D Systems para la impresión 3D usando stereolithography o esterolitografía. Este formato contiene las coordenadas de los triángulos que conforman la geometría tridimensional del objeto, excluyendo otras propiedades como el color, la escala, o la estructura del modelo.

Existen varios tipos de archivo STL, pero los más comunes son el ASCII y el binario. Hay varios matices en el funcionamiento de cada uno, pero quédate con la idea de que los STL binarios son algo más pequeños y aparecieron como respuesta al tamaño creciente de los STL ASCII. A pesar de ser más ligeros, los STL binarios siguen ocupando demasiado tamaño si queremos dar mucha resolución a un objeto, ya que necesitaremos incluir muchos triángulos.

Este formato es, actualmente, el más utilizado para compartir modelos para impresión 3D, aunque no es ni de lejos el mejor, ya que existen formatos más modernos que ocupan menos espacio y añaden más información.

Formato OBJ

El formato OBJ, pese a ser menos conocido que el STL, es también muy popular y casi cualquier software relacionado con el diseño o la impresión 3D acepta este formato. Este formato es mucho más complejo y dispone de varios modos de funcionamiento: modo preciso y modo aproximado:

• Un archivo OBJ que utilice codificación precisa no hara una teselación del modelo en triángulos, como sí hace un STL. En su lugar, conservará la geometría original del modelo utilizando líneas tridimensionales conocidas como NURBS (Non-uniform Rational B-spline). Esto significa que, usando un OBJ podemos capturar la geometría “original” del modelo, no una aproximación construída a partir de triángulos.
• Un archivo OBJ que utilice una codificación aproximada genera una versión simplificada de la superficie del modelo a través de la teselación, como ocurre con un STL. En este caso, no estamos limitados a triángulos, sino que se pueden usar otros polígonos, por lo que, pese a ser solo una aproximación de la geometría original, podemos conseguir acabados más suaves.

En ambos casos, además de la propia geometría del modelo 3D, un archivo OBJ incluye mucha información adicional, siendo los campos principales:

• Un mapa de textura: básicamente, una imagen 2D que representa la “piel” del modelo. Este mapa de texturas es entendido por otros programas y así podemos recuperar la textura y colores originales del modelo.
• Otros metadatos del modelo.

Formato 3MF

Otro de los problemas de los archivos STL es que son totalmente desestructurados, ya que contienen únicamente una lista de coordenadas de los bordes de los triángulos que componen la superficie del objeto. Nada en un archivo STL impide que un objeto tenga errores en su definición como por ejemplo:

• Agujeros
• Triángulos que se intersectan
• triángulos volteados o invertidos
• Vértices no compartidos
• 

Estos problemas, derivados de un mal modelado o de una mala exportación, pueden prevenirse usando el formato de archivos adecuado, como es el caso de 3MF. Los modelos que exportemos como 3MF serán validados para evitar todos estos errores, por lo que podemos estar seguro de que nuestro archivo podrá ser impreso en 3D.

Además de prevenir los errores, un archivo 3MF incluye mucha más información, ya que puede comprimir otros archivos y encapsularlos en un solo paquete, como hacemos al usar un archivo ZIP:

• Información de la escala: Los modelos tienen escala y unidades por lo que siempre tendremos el mismo tamaño al margen del laminador que usemos.
• Información sobre la composición de la escena: Un archivo 3MF puede contener varios modelos separados y guardarlos como modelos diferentes que pertenecen a una misma escena.
• Información de color y textura, como los OBJ.
• Miniatura: Se puede cambiar la miniatura del archivo, utilizando, por ejemplo, un render del modelo.
• Ajustes de impresión: Junto a los modelos se pueden incluir los ajustes de impresión (usando, por ejemplo, Prusa Slicer). De esta manera nos aseguramos de que compartimos, no sólo el modelo sino también cómo queremos que se imprima.

Además, un archivo 3MF está comprimido, y ocupa mucho menos que un STL. Como comparación os dejamos una imagen del blog de los chicos de Prusa

En resumen, 3MF es uno de los formatos más recomendables para la impresión 3D. Podéis leer más sobre el formato 3MF para la impresión 3D de la mano de Prusa en su blog.

Otros formatos

Existen varios formatos más de los que no os hemos hablado pero que también son interesantes.

Formato STP

El formato STP es el formato estándar para compartir modelos 3D según la norma ISO 10303. Este formato es muy interesante para intercambiar los modelos entre programas de CAD, ya que un archivo en este formato se podrá editar fácilmente en softwares de CAD convencionales como Fusion360.

Formato Collada

Este formato está en desuso, pero antes se utilizaba mucho para el intercambio de archivos entre programas como 3D maya o 3DSmax. Puede incluír geometría, color, textura y también información sobre las cinemáticas de los modelos.

Formato FBX

El formato FBX, muy usado en la industria del cine, incluye información sobre el “esqueleto” de las figuras, lo cual es importante para su animación.

¿Qué formato usar?

No hay un formato adecuado para todas las situaciones. Como suele decirse, cada trabajo necesita su herramienta.

Nosotros trabajamos con muchas tecnologías diferentes y cada una de ellas requiere el uso de un formato diferente: ¿Intercambiar archivos de un software de CAD a otro? STP; ¿Guardar un modelo para su correcto laminado? 3MF; ¿Compartir un archivo 3D para que sea compatible con cualquier programa? STL…