STL: formato de estereolitografia

De Casiopea
Stereolithography apparatus.jpg




TítuloSTL: formato de estereolitografia
Año2012
AutorRaúl González
Tipo de PublicaciónManual
CiudadViña del Mar
Palabras Clavestl, estereolitografia, 3d, modelo, cad, cae, bim, blender, meshlab, netfabb, reprap, router, cnc, diy, gcode
LíneaFormación y Oficio
Carreras RelacionadasArquitectura, Diseño Industrial


Estereolitigrafia

Se refiere al proceso o tecnologia mecanica enfocada a la creación de volumenes por medio de la adición de capaz de algún material. Las formas de cada capa controlado por una computadora, por medio de archivos STL y codigos de instrucción como el codigo Gcode.

Originalmente este proceso usaba material sensible a la luz, de modo que tan pronto una capa de material era puesta sobre una base (u otra capa que ya hubiese curado previamente) esta se curaría por la exposición a la luz siendo capaz d recibir otra capa y así sucesivamente.

Actualmente, como se puede observar en proyectos como la Reprap, este material también pueden ser plásticos y el metodo de curacion simplemente ser el tiempo que demora la finalización de la capa en cuestión.

Formato STL

Este formato de archivo de computadora es un contenedor vertices en un espacio definido, los cuales conforman un volumen, de forma similar al formato obj, vrml, entre otros, pero con la diferencia de que este formato (por convención) se ha definido para su uso en la estereolitografia.

Los programas de modelado capaces de crear archivos STL, a pesar de lo que uno esperaría, son variados y no solamente de la familia de los CAD (autocad, inventor entre otros pueden exportar archivos STL completamente correctos), por ejemplo Blender, también 3D Studio Max, entre otros, estos últimos tienen la falencia de ser capaces de hacer archivos STL defectuosos e inutiles si uno no sigue una serie de reglas y tomar las medidas necesarios de correción y reparación.

Reglas para un archivo stl correcto

Por defecto un software CAD hará archivos stl correctos, por lo que son pocos los problemas que pueden surgir de ellos (por ejemplo que el modelo quede de cabeza, o muy fino para la maquina a usar, generalmente problemas más relacionados al diseño mismo del objeto en cuestion).

De usar un software no CAD, hay que cuidar lo siguiente:

-Modelo 3D debe ser "a prueba de agua": se refiere a que el modelo debe ser un "volumen cerrado", por ejemplo: al hacer un vaso en 3D, las paredes del vaso deberan tener un espesor, cosa que resulta obvia en un software CAD, en un software de tipo "mesh" podría pasar desapersibido porque estos programas permiten el trabajo de superficies con espesor "0", siendo imposibles de mecanizar.

-Modelo debe ser "Manifold" (definición original viene del mundo del Cálculo y otras matemáticas avanzadas, por lo que se va a omitir), una definición simple es: "objeto deja de ser manifold (osea es non-manifold) cuando de una misma linea salen más de 2 caras" (esta definición puede quedar un poco corta vease imagen), este es otro problema común de los objetos tipo mesh (aunque también sumamente común en Sketchup), se refiere a la posibilidad de la concordancia espacial de multiples elementos sin volumen en el mismo lugar, sean vertices, lines o caras, y que ademas esten vinculados/unidos. (Falta imagen explicativa)

-Volumenes del modelo no pueden atravesarse (ejemplo gráfico: como ocurre con los fantasmas y las paredes). NOTA IMPORTANTE: este caso particular a veces SI puede darse tambien en softwares CAD, CUIDADO.

-Modelo debe tener las normales de las facetas orientadar correctamente. Todo modelo 3D esta compuesto de vertices, lineas y facetas, estas ultimas poseen un vector llamado "normal", que indica la dirección "hacia afuera" de un volumen, naturalmente todas las normales de un objeto deben apuntar hacia afuera, a veces en los programas de tipo mesh estas pueden quedar al revez (sobretodo en sketchup, ver facetas blancas versus facetas celestes).

Creación de un archivo STL

Suponiendo que uno tiene un objeto 3D cualquiera y se desea transformar a STL, se puede usar la herramienta Meshtools, que es capaz de importar multiples formatos, y también exportarlos.

Posteriormente se deberá usar el software gratuito Netfabb Studio Basic, este software es sirve para escalar, analizar y reparar archivos STL, dejandolos listos para su uso para estereolitigrafía.

Si bien es posible omitir ambos softwares, estos dan el beneficio de tener utilidades analiticas y reparaivas para los modelos 3D no de origen CAD.

Como referencia para la escala del objeto en softwares de modelado aquí se presenta configuraciones para 3D Studio:

Configuracion de unidades en 3DStudio

De usar la aplicación Blender, hay que considerar que la Unidad Blender (BU de Blender Unit) es equivalente a 1 milimetro (por ende 10 BU = 1 centimetro):

1 unidad Blender = 1 mm, 10 BU = 1 cm

Bibliografia

http://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format) http://en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography http://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/8217-Que-es-la-estereolitografia.html http://www.shapeways.com/tutorials/how_to_use_meshlab_and_netfabb