解析：3D打印模型數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)之3MF

增材制造中的挑戰(zhàn)之一是軟件和硬件之間的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是STL格式，但是開(kāi)源3MF文件格式變得越來(lái)越重要。這個(gè)怎么運(yùn)作的呢？

△3MF是一個(gè)用于數(shù)據(jù)交換的開(kāi)源項(xiàng)目，旨在簡(jiǎn)化和改善增材制造中的工作流程

南極熊3D打印網(wǎng)了解到，3MF(3D Manufacturing Format)是用于增材制造過(guò)程的基于XML的文件格式，可以追溯到Microsoft于2015年成立的3MF聯(lián)盟，既定目標(biāo)是為增材制造行業(yè)提供具有以下特征的文件格式：

• 完整：在一個(gè)文件中包含所有必需的模型、材料和特性信息。
• 易于閱讀：使用OPC、ZIP和XML等通用結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。
• 簡(jiǎn)單：簡(jiǎn)短明了的規(guī)范，可簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)并快速進(jìn)行驗(yàn)證。
• 可擴(kuò)展的： XML名稱(chēng)空間的使用在保持兼容性的同時(shí)啟用了公共擴(kuò)展和私有擴(kuò)展。
• 清晰：清晰的語(yǔ)言和一致性測(cè)試可確保文件從數(shù)字到物理始終保持一致。
• 免費(fèi)： 3MF規(guī)范的訪問(wèn)和實(shí)施，將保持免費(fèi)、專(zhuān)利許可的狀態(tài)。
  

STL格式如何運(yùn)作

目前，增材制造中數(shù)據(jù)交換的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是STL格式。三維CAD模型的復(fù)雜輪廓被分解為大量的小三角形。描述了可以區(qū)分內(nèi)部和外部的所有角點(diǎn)和法線向量的位置。STL格式的準(zhǔn)確性足以滿足許多設(shè)備和應(yīng)用的需求。

但是，隨著3D打印機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，在材料和顏色方面變得越來(lái)越靈活，STL開(kāi)始顯得落后了。因?yàn)楝F(xiàn)在有使用多種顏色和材料的打印機(jī)，在某些情況下可以在操作過(guò)程中不斷更改其混合比例。

STL格式的缺點(diǎn)

STL格式有著自己的限制性。因?yàn)榇嬖谝韵聠?wèn)題：

• STL格式不能傳遞顏色信息。
• 即使使用具有特定控制的材料屬性的組件，STL用戶(hù)也必須繞道而行。
• STL的另一個(gè)問(wèn)題是精度，因?yàn)閷缀螆D形轉(zhuǎn)換成三角形只是一個(gè)近似值。
  

3MF簡(jiǎn)化了工作流程
3MF格式可以傳遞有關(guān)模型、預(yù)處理和打印過(guò)程的其他信息。3MF文件以標(biāo)記格式表示3D模型和含義，包含所有必要的模型、材料和屬性信息。這樣，由于所有模型信息都包含在一個(gè)程序包中，因此可以改善增材制造工作流程。3MF文件格式被定義為3D有效負(fù)載，因?yàn)樵撐募袷绞窍嚓P(guān)關(guān)系和部分的完整集合。它使用與ZIP存檔相同的壓縮率。

增材制造PDF
免費(fèi)提供的3MF規(guī)范的其他優(yōu)點(diǎn)是流形的清晰定義，可以在不更改網(wǎng)絡(luò)的情況下引用或移動(dòng)單個(gè)對(duì)象，并且可以參照同一網(wǎng)絡(luò)放置多個(gè)相同的對(duì)象。此外，可以將多部分模型保存為一個(gè)文件；該文件由多個(gè)部分組成，每個(gè)部分都有自己的顏色和材料。專(zhuān)家稱(chēng)3MF為增材制造的PDF。

專(zhuān)為擴(kuò)展而設(shè)計(jì)
當(dāng)3MF聯(lián)盟于2015年成立時(shí)，核心規(guī)范以開(kāi)源形式發(fā)布，目前已經(jīng)過(guò)修訂和改進(jìn)。從那時(shí)起，出現(xiàn)了各種擴(kuò)展：用于生產(chǎn)，用于材料，用于“切片”和用于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。規(guī)格可在Github上獲得https://github.com/3MFConsortium。

3MF支持為越來(lái)越多的軟件和硬件提供了補(bǔ)充，并且3MF聯(lián)盟不斷發(fā)展壯大并整合了3D打印行業(yè)中的知名公司。3MF已作為Windows 10的標(biāo)準(zhǔn)配置提供，并且也易于集成到Windows 8.1中。