Was ist eine STL-Datei?

Was ist eine STL-Datei?

Was ist eine STL-Datei?

Woher kommt die STL-Datei?
Warum arbeiten wir im 3D-Druck eigentlich mit STL-Dateien?

Nr. 4575.330 – mit dieser Nummer hat der 3D-Druck begonnen.
Am 08.August 1984 meldet der Ingenieur und Erfinder Chuck Hull sein Patent an. 
Dieses Patent wurde am 11. März 1986 veröffentlicht und legte damit den Grundstein für den 3D-Druck.

 

 

SLA Druck von Formlabs

verschiedene SLA Modelle aus dem Form 2 von Formlabs

Chuck Hull definiert nach seiner Patentanmeldung die STL-Schnittstelle für Stereolithographie. Die STL-Schnittstelle dient zur Ansteuerung des 3D-Druckers, basierend auf den Daten aus den 3D-Programmen. Diese Vorgabe ist heute noch täglich in der Anwendung.

CAD- Modell als STL-Datei ausgeben

3D-Software-Programme wie Simplify3D, Cura oder Eiger Software arbeiten mit STL-Files. Diese werden von CAD-Programmen, z.B. TurboCAD erzeugt und ermöglichen es, Daten für den 3D-Druck aufzuarbeiten. Die meisten CAD-Programme haben die Möglichkeit STL-Dateien zu erzeugen. 


STL, was ist das?

Die Bedeutung, der Abkürzung, ist nicht eindeutig bestimmt. Er gibt dazu unterschiedliche Erläuterungen.

Die gebräuchlichsten sind:

  • Surface Tesselation Language
  • Standard Triangulation Language
  • oder Standard Tesselation Language.

 

Ein STL-Objekt besteht grundsätzlich erst einmal aus Punkten. Diese Punkte können entweder Messpunkte von einem Scanner sein oder berechnete Punkte aus einem CAD-Programm , die sich alle auf der Oberfläche eines Objektes befinden. 


 

Scan mit dem David Scanner

Morpheus von David Scanner

Scanbild des David-SLS-3 3D-Scanners

 

Die Punkte werden zu Dreiecken verbunden, die mehr oder weniger die Oberfläche des Objekts beschreiben. Diesen Vorgang bezeichnet man als Triangulation; auch wird mit Hilfe der Dreiecke definiert, was die Vorder- bzw. Rückseite ist. Dies geschieht durch die Flächennormale. Dadurch wird das Objekt eindeutig beschrieben und abgebildet. 

Triangulation

Oberfläche in der Triangulation


Das Problem mit der Triangulation ist, dass gekrümmte Flächen nicht genau wiedergegeben werden können. Sie werden durch die Dreiecke nur angenähert.
Zu beachten ist: Die Genauigkeit der STL-Datei ist meistens höher als die Auflösung des 3D-Druckers.

Nach der Umwandlung der Datei, aus dem 3D-Scanner oder CAD-Programm, hüllt das Format STL, die Datei in ein virtuelles Oberflächennetz ein.
Dieses Netz kann aus Tausenden bis hin zu Millionen von einzelnen Polygonen bestehen. Jedes Polygon (Dreieck) enthält Informationen über die Oberfläche des Objekts. Dazu gehören alle Oberflächen, die sozusagen mit der Luft in Berührung kommen. Damit ist die komplette äußere Hülle gemeint, aber auch die Hohlräume im Objekt.

Um eine STL-Datei nutzen zu können, muss die Oberfläche komplett geschlossen sein. Man spricht auch davon, dass die Fläche wasserdicht sein muss.
Ein wasserdichtes Modell ist die erste Voraussetzung, um ein 3D-Modell überhaupt ordentlich drucken zu können.

Scan mit dem David Scanner

Abbildung einer Dose mit dem David-SLS-3 3D-Scanner

Ähnlich wie ein Schuh, der ein Loch hat, machen auch nicht geschlossene STL- Flächen irgendwann definitiv Probleme. Entweder die Oberfläche ist unregelmäßig oder es entstehen sogar „ Löcher“

Es gibt Programme, die über eine Reparaturfunktion verfügen. Eine Auswahl dieser Programme haben wir im letzten Blog aufgeführt. Auch die Programme Simplify3D oder netfabb bieten diese Funktionen. 

Es gibt verschieden Möglichkeiten Reparaturen auszuführen und damit die „Dichtheit“ des Modells zu prüfen oder wiederherzustellen. Vor allem nach dem Versand oder Download von STL-Dateien ist es sinnvoll die Dateien zu prüfen.

Was mache ich mit einer STL-Datei?

Eine STL-Datei kann nicht direkt an den Drucker geschickt werden.
Der 3D-Drucker druckt Modelle Schicht für Schicht. Dazu benötigt er ein Programm das die STL-Datei in einzelne Schichten (Layer) zerlegt bzw. aufarbeitet.
Anhand dieser Layer wird für den Drucker festgelegt wie sich beim Druck die x – bzw. y - Richtung steuert und sich das Druckbett nach jeder Schicht in z-Richtung bewegt.
Diese Informationen sind nicht im STL-File enthalten. 

Screenshot aus Simplify3D

Screenshot aus der Simplify3D-Software


Dafür wird die STL-Datei in einen G-Code umgewandelt. Die Ansteuerung des 3D-Druckers erfolgt über einen G-Code, wie man ihn auch von CNC-Fräsmaschinen kennt.
Die Software, die das ermöglicht, nennt man Slicer. Hier gibt es verschiedene Software-Lösungen. In der Regel werden diese auch von den 3D-Druckerherstellern mitgeliefert.

Mit der Software Simplify3D  hat man die Möglichkeit unterschiedlichste 3D-Drucker von vielen Druckerherstellern anzusteuern und die Einstellungen, wie Temperatur der Extruder und des Druckbettes individuell festzulegen. Hier werden auch die Anpassungen an das Material/Filament vorgenommen. Es lassen sich auch Stützstrukturen (Supports) oder Grundplatten (Rafts) einfügen, um den Druckprozess effektiv zu gestalten.

 

Falls bis zu diesem Punkt alles richtig eingestellt wurde, übernimmt die Maschine bzw. der 3D-Drucker ab diesem Zeitpunkt. Hier übernehmen nun die Mikrocontroller und Mikrosensoren des 3D – Druckers, sobald Sie den Knopf „Drucken“ gedrückt haben.

Dann läuft der 3D-Drucker von „allein“ und Sie können das fertige Bauteil entnehmen.
Falls Probleme bei dem Druck auftreten, können Sie auch die „häufigsten Probleme im 3D-Druck“ in unserem Blog lesen.

 

Wir wünschen Ihnen viel Spaß bei all Ihren Projekten.

Seien Sie kreativ und fleißig – von virtuell zu real

 

Ob Sie einen 3D-Drucker für den Modellbau, zum Anfertigen von Prototypen 
oder zur Herstellung von Schmuck benötigen, 
bei JUST3DP werden Sie sicher fündig.

Wenn Sie sich eine Kaufberatung wünschen, 
wenden Sie sich bitte an unsere kompetenten Berater,

per Email unter shop@just3dp.com

oder per Telefon unter +49 (0) 7141 9732 003 anrufen.