Si vous débutez dans l’impression 3D, il est important de connaître les formats de fichiers d’impression 3D les plus courants avec lesquels vous allez travailler. Cet article donne un aperçu des formats de fichiers les plus courants pour les modèles d’impression 3D.
Presque tout le monde connaît les types de fichiers utilisés pour enregistrer des images. Nous avons les formats PNG, JPG, BMP, TIFF et autres. Mais qu’en est-il des types de fichiers pour l’enregistrement des modèles volumétriques ?
Avec les modèles volumétriques, il semblerait que l’on ajoute une troisième dimension à l’image. Cependant, la taille du fichier est souvent plus petite que celle de l’image du même modèle. Comment cela se fait-il ?
Dans cet article, vous allez découvrir les fichiers d’impression 3D, comment les convertir, les caractéristiques de chaque type de fichier, ainsi que le format de fichier pour l’impression 3D.
Commençons.
Comment les modèles 3D sont stockés
Contrairement aux images, le mode de stockage par voxel (voxel – pixel volumétrique) n’a pas pris racine dans le monde des modèles 3D. Seuls quelques artisans l’utilisent lors de la création de jeux ou dans la recherche scientifique. Ceci est dû à l’histoire de l’apparition des graphiques volumétriques.
Contrairement à l’apparence des photographies, les graphiques volumétriques ont été créés à l’origine sur un ordinateur, et ont été utilisés pour l’animation. Les voxels sont beaucoup plus difficiles à animer. C’est pourquoi les animateurs ont commencé à utiliser la méthode de stockage polygonal au lieu des voxels.
Avec la méthode de stockage polygonal, le modèle entier est constitué de nombreux polygones – des formes à côtés droits (3 côtés ou plus), définies par des points tridimensionnels (sommets) et des lignes droites qui les relient (bords).
Imaginez que vous faites des sculptures en papier. En reliant de nombreux morceaux plats, vous pouvez obtenir quelque chose de volumineux et même de lisse.
Bien que cette méthode d’enregistrement sous forme de polygones ne puisse être qualifiée de matricielle, les deux méthodes ont beaucoup en commun. Citons notamment l’impossibilité d’augmenter la qualité, la relation directe entre la qualité et le poids du fichier, et la facilité d’édition. C’est le format le plus pratique pour sauvegarder et utiliser des modèles dans l’impression 3D. Cependant, ce n’est pas le seul.
Nous allons maintenant examiner les formats les plus populaires pour le stockage des modèles 3D.
Formats universels pour les modèles de fichiers d’impression 3D
Il existe autant de méthodes différentes pour stocker des modèles 3D que pour stocker des photos et des vidéos. Cependant, il existe également des formats universels qui, bien que présentant certaines restrictions, peuvent être ouverts dans presque tous les programmes.
Ces formats sont les suivants
STL
Contrairement aux idées fausses, le STL n’était pas destiné à l’origine à la modélisation artistique. Le format de fichier a été développé par l’Albert Consulting Group et était destiné à une méthode précoce d’impression 3D – la stéréolithographie. Le nom de fichier STL provient de la technologie d’impression 3D “STereoLithography”. Après un certain temps, la société a publié ouvertement le format et, depuis, il a acquis une immense popularité.
Le format STL est largement utilisé en raison de la simplicité de sa structure : des polygones (facettes) et leurs normales. Les premiers sont nécessaires pour définir la surface, et les secondes pour indiquer où se trouve le côté extérieur du polygone. Par conséquent, ce format peut être considéré comme le plus polyvalent.
Comme le modèle est spécifié à l’aide de nombreux triangles, il est impossible de définir avec précision des surfaces courbes, car cela nécessiterait un nombre infini de polygones, et donc un stockage de données infini. Mais lorsqu’il est utilisé dans l’impression 3D, ce point négatif n’est pas un problème puisque la précision spécifiée à l’aide des polygones est supérieure à la précision de l’impression.
OBJ
Ce format est très similaire au STL mais diffère par la possibilité d’appliquer des textures, de spécifier le matériau et de stocker d’autres informations. Par conséquent, l’OBJ peut être considéré comme une version étendue du STL. Ce format est principalement destiné aux programmes de modélisation artistique tels que Blender, Autodesk Maya, 3Ds Max, Meshlab et autres.
ÉTAPE
Passons maintenant à l’aspect technique de la modélisation 3D. STEP est le seul format de fichier d’impression 3D qui peut être ouvert dans n’importe quel programme de simulation d’ingénierie et être modifié librement à l’aide des outils intégrés. STEP a été développé à l’origine comme un format standard mondial pour le stockage de produits sur un ordinateur. Il était destiné à un cycle complet de développement de pièces. C’est pourquoi tous les programmes professionnels de modélisation d’ingénierie et de simulation physique peuvent travailler avec ce format.
La marque de fabrique de STEP est sa haute précision. Le modèle est créé avec des outils qui permettent de définir des courbes à l’aide de formules. Par conséquent, la précision de ce format est infinie. Quelle que soit l’augmentation de la précision, la ligne courbe restera une courbe, et ne se transformera pas en plusieurs lignes droites.
La CAO (conception assistée par ordinateur) permet de créer des modèles au format STEP. Grâce à la norme ISO, tous les programmes de CAO peuvent travailler dans ce format.
Cependant, toutes les données ne sont pas librement transférables d’un programme à l’autre via STEP. Pour nous qui travaillons dans le domaine de l’impression 3D, le plus important est le transfert de la géométrie du modèle et des simulations. Les matériaux et autres données que le format STEP ne stocke pas sont d’une importance secondaire.
Formats de fichiers d’impression 3D exclusifs
Cette catégorie comprend les formats de fichiers qui ne peuvent être ouverts que dans un seul programme, c’est-à-dire le programme sur lequel les fichiers ont été créés. Ces fichiers sont destinés uniquement à stocker des projets, et sont souvent impossibles à utiliser pour l’impression 3D.
L’exception à cette règle est le slicer Ultimaker Cura. La fonctionnalité du slicer peut être étendue grâce à des plugins pour vous permettre d’ouvrir des fichiers de programmes tels que Inventor, Siemens NX, Solidworks et autres directement à partir du slicer.
Logiciels d’ingénierie
Comme mentionné précédemment, ces programmes sont appelés systèmes de CAO. Comme ces logiciels sont souvent destinés à la production, ils ont également un format de fichier commun (STEP). Certains programmes, souvent produits par une seule entreprise, vous permettent de travailler dans un écosystème commun. Par exemple, la compatibilité des formats se retrouve dans de nombreux programmes d’ingénierie d’Autodesk : Fusion 360 peut ouvrir un fichier créé dans Inventor.
Toutefois, avec cette méthode d’ouverture, certaines informations sur le produit seront toujours perdues, par exemple les informations sur les simulations physiques effectuées. Par conséquent, si une pièce n’est pas entièrement développée, elle ne devrait pas être déplacée entre différents programmes.
Logiciel d’art
Cette catégorie comprend les programmes créés pour la visualisation, c’est-à-dire l’animation, les effets spéciaux, la création de figures et de modèles pour les jeux vidéo. Contrairement aux programmes d’ingénierie, les logiciels de modélisation artistique sont rarement compatibles. Chaque programme a son propre format, et le format STL général limite la fonctionnalité de chaque programme aux outils les plus simples.
Malgré cette lacune, le STL généré reste suffisant pour créer des modèles qui seront ensuite imprimés sur une imprimante 3D, puisque seule la géométrie du modèle est importante.
Format Gcode pour l’impression 3D
Gcode est plus qu’un simple format de fichier. Il s’agit d’un langage de programmation distinct. Toutefois, au lieu d’être exécutées par un ordinateur, les commandes de ce langage sont exécutées par une imprimante 3D. Initialement, ce langage a été développé pour des machines CNC complexes, et une imprimante 3D est l’un des représentants les plus simples de ce type d’appareil.
Contrairement aux autres formats de fichiers de modèles 3D que nous avons abordés ci-dessus, le gcode peut être facilement édité manuellement. Cela signifie que vous pouvez écrire des commandes pour l’imprimante directement, sans passer par l’ordinateur. Dans ce cas, vous pouvez créer des macros qui facilitent le travail avec une imprimante 3D.
Conversion des formats de fichiers de modèles 3D
Si vous devez déplacer un modèle d’un programme de modélisation 3D à un autre, il est utile de déterminer dans quel groupe se trouve le programme et où vous souhaitez déplacer le modèle. Si vous le transférez d’un programme de CAO à un autre, il est préférable d’utiliser le format STEP afin de ne pas limiter le nombre d’outils pour la modélisation ultérieure. Dans tous les autres cas, la seule option est le format STL, que certains systèmes de CAO peuvent reconnaître et dans lequel les programmes artistiques peuvent enregistrer le modèle.
N’oubliez pas que lors du transfert d’un modèle d’un programme artistique vers un système de CAO, chaque polygone est transféré comme une surface distincte. Par conséquent, l’utilisation de fichiers STL dans des programmes d’ingénierie peut entraîner des difficultés tant au niveau du traitement que de la simple visualisation du modèle. Ces difficultés sont dues aux principes de la CAO :
Conseil : si la qualité du modèle n’est pas si importante lors du transfert d’un modèle d’un programme de modélisation artistique vers un système de CAO, il est préférable de réduire le nombre de polygones autant que possible. Cela réduit la charge sur l’ordinateur et augmente les performances lors du traitement du modèle en CAO.
