Si es nuevo en la impresión 3D, es importante conocer los formatos de archivo de impresión 3D más comunes con los que va a trabajar. Este artículo proporciona una visión general de los formatos de archivo más comunes para los modelos de impresión 3D.
Casi todo el mundo conoce los tipos de archivos utilizados para guardar imágenes. Tenemos PNG, JPG, BMP, TIFF y otros. ¿Pero qué pasa con los tipos de archivos para guardar modelos volumétricos?
Con los modelos volumétricos, parece que estamos añadiendo una tercera dimensión a la imagen. Sin embargo, el tamaño del archivo suele ser menor que el de la imagen del mismo modelo. ¿Por qué?
En este artículo, aprenderás sobre los archivos de impresión 3D, cómo convertirlos, las características de cada tipo de archivo, así como el formato de archivo para la impresión 3D.
Empecemos.
Cómo se almacenan los modelos 3D
A diferencia de las imágenes, el método de almacenamiento de vóxeles (voxel – píxel volumétrico) no ha arraigado en el mundo de los modelos 3D. Sólo algunos artesanos lo utilizan en la creación de juegos o en la investigación científica. Esto se debe a la historia de la apariencia de los gráficos volumétricos.
A diferencia de la apariencia de las fotografías, los gráficos volumétricos se crearon originalmente en un ordenador y se utilizaron para la animación. Los voxeles son mucho más difíciles de animar. Por ello, los animadores comenzaron a utilizar el método de almacenamiento poligonal en lugar de los vóxeles.
Con el método de almacenamiento poligonal, todo el modelo se compone de muchos polígonos -formas de lados rectos (3 o más lados), definidos por puntos tridimensionales (vértices) y líneas rectas que los conectan (aristas).
Piensa que es como hacer esculturas de papel. Conectando muchas piezas planas, puedes conseguir algo voluminoso e incluso suave.
Modelo poligonal de delfín
Aunque este método de guardar como polígonos no puede llamarse raster, los dos métodos tienen mucho en común. Entre ellas, la imposibilidad de aumentar la calidad, la relación directa entre la calidad y el peso del archivo, y la facilidad de edición. Este es el formato más práctico para guardar y utilizar los modelos en la impresión 3D. Sin embargo, no es el único.
A continuación, echaremos un vistazo a los formatos más populares para almacenar modelos 3D.
Formatos universales para modelos de archivos de impresión 3D
Hay tantos métodos diferentes para almacenar modelos 3D como para almacenar fotos y vídeos. Sin embargo, también existen formatos universales que, aunque con algunas restricciones, pueden abrirse en casi cualquier programa.
Estos formatos son
STL
Contrariamente a las ideas erróneas, el STL no estaba pensado originalmente para el modelado artístico. El formato de archivo fue desarrollado por el Albert Consulting Group y estaba destinado a un primer método de impresión 3D: la estereolitografía. El nombre del archivo STL proviene de la tecnología de impresión 3D “STereoLithography”. Al cabo de un tiempo, la empresa publicó abiertamente el formato y, desde entonces, ha ganado una inmensa popularidad.
El formato STL es muy utilizado debido a su simplicidad de estructura: polígonos (facetas) y sus normales. Los primeros son necesarios para definir la superficie, y las segundas para indicar dónde está el lado exterior del polígono. Por tanto, este formato puede considerarse el más versátil.
Comparación entre el modelo CAD y el modelo STL
Dado que el modelo se especifica utilizando muchos triángulos, es imposible definir con precisión las superficies curvas, porque esto requerirá un número infinito de polígonos, y por lo tanto un almacenamiento de datos infinito. Sin embargo, cuando se utiliza en la impresión 3D, este aspecto negativo no es un problema, ya que la precisión especificada mediante los polígonos es superior a la precisión de la impresión.
OBJ
Este formato es muy similar al STL, pero difiere en la capacidad de aplicar texturas, especificar el material y almacenar otra información. Por lo tanto, se puede decir que el OBJ es una versión ampliada del STL. El formato está destinado principalmente a programas de modelado artístico como Blender, Autodesk Maya, 3Ds Max, Meshlab y otros.
Procesamiento de un modelo OBJ en Blender
STEP
Ahora pasamos a la parte de ingeniería del modelado 3D. STEP es el único formato de archivo de impresión en 3D que puede abrirse en cualquier programa de simulación de ingeniería y editarse libremente en las herramientas incorporadas. STEP se desarrolló originalmente como un formato estándar mundial para almacenar productos en un ordenador. Estaba pensado para un ciclo completo de desarrollo de piezas. Por ello, todos los programas profesionales de modelado de ingeniería y simulación física pueden trabajar con este formato.
El sello distintivo de STEP es su gran precisión. El modelo se crea con herramientas que permiten definir curvas mediante fórmulas. Por tanto, la precisión en este formato es infinita. Por mucho que se aumente, la línea curva seguirá siendo una curva, y no se convertirá en muchas líneas rectas.
Creación de un modelo CAD en SolidWorks
El CAD (diseño asistido por ordenador) se utiliza para crear modelos en formato STEP. Gracias a la norma ISO, todos los programas de CAD pueden trabajar en este formato.
Sin embargo, no todos los datos se transfieren libremente de un programa a otro mediante STEP. Para nosotros, que nos dedicamos a la impresión en 3D, lo más importante es la transferencia de la geometría del modelo y las simulaciones. El material y otros datos que el formato STEP no almacena son de importancia secundaria.
Formatos de archivo de impresión 3D propios
En esta categoría se incluyen los formatos de archivo que sólo pueden abrirse en un programa, es decir, el programa en el que se crearon los archivos. Los archivos están destinados únicamente a almacenar proyectos, y a menudo son imposibles de utilizar en la impresión 3D.
La excepción a esto es el slicer de la Ultimaker Cura. La funcionalidad del slicer puede ser ampliada a través de plugins para permitirle abrir archivos de programas como Inventor, Siemens NX, Solidworks y otros directamente desde el slicer.
Software de ingeniería
Como ya se ha mencionado, estos programas se denominan sistemas CAD. Como este software suele estar destinado a la producción, también tienen un formato de archivo común (STEP). Algunos programas, a menudo producidos por una empresa, permiten trabajar en un ecosistema común. Por ejemplo, la compatibilidad de formatos puede encontrarse en muchos programas de ingeniería de Autodesk: Fusion 360 puede abrir un archivo creado en Inventor.
Sin embargo, con este método de apertura, parte de la información sobre el producto seguirá perdiéndose, por ejemplo, la información sobre las simulaciones físicas realizadas. Por lo tanto, si una pieza no está completamente desarrollada, no debería moverse entre diferentes programas.
Software artístico
Esta categoría incluye programas creados para la visualización, es decir, animación, efectos especiales, creación de figuras y modelos para videojuegos. A diferencia de lo que ocurre con los programas de ingeniería, los de modelado artístico rara vez son compatibles. Cada programa tiene su propio formato, y el formato general STL limita la funcionalidad de cada programa a las herramientas más sencillas.
A pesar de esta carencia, el STL generado sigue siendo suficiente para crear modelos que luego se imprimirán en una impresora 3D, ya que sólo es importante la geometría del modelo.
Formato Gcode para la impresión 3D
Gcode es más que un formato de archivo. Es un lenguaje de programación independiente. Sin embargo, en lugar de ser ejecutados por un ordenador, los comandos de este lenguaje son ejecutados por una impresora 3D. Inicialmente, este lenguaje se desarrolló para máquinas CNC complejas, y una impresora 3D es uno de los representantes más sencillos de este tipo de dispositivos.
A diferencia de los otros formatos de archivos de modelos 3D que hemos tratado anteriormente, el gcode puede editarse fácilmente de forma manual. Esto significa que puedes escribir comandos para la impresora directamente, sin necesidad de pasar por el ordenador. De este modo, se pueden crear macros que faciliten el trabajo con la impresora 3D.
Conversión de formatos de archivos de modelos 3D
Si necesita trasladar un modelo entre programas para el modelado 3D, conviene determinar en qué grupo se encuentra el programa y hacia dónde quiere trasladar el modelo. Si lo traslada de un programa CAD a otro, lo mejor es utilizar el formato STEP para no limitar el número de herramientas para el modelado posterior. En todos los demás casos, la única opción sería el formato STL, que algunos sistemas CAD pueden reconocer y en el que los programas de arte pueden guardar el modelo.
Tenga en cuenta que al transferir un modelo de un programa de arte a un sistema CAD, cada polígono se transfiere como una superficie independiente. Por lo tanto, trabajar con archivos STL en programas de ingeniería puede causar dificultades tanto en el procesamiento como en la simple visualización del modelo. Las dificultades surgen debido a los principios del CAD:
[su_note]Consejo: Si la calidad del modelo no es tan importante a la hora de transferir un modelo de un programa de modelado artístico a un sistema CAD, es mejor reducir el número de polígonos tanto como sea posible. Esto reduce la carga del ordenador y aumenta el rendimiento al procesar el modelo en CAD. [/su_note]
