STL vs 3MF: ¿qué formato elegir para tu modelo 3D?

Aunque las tecnologías de fabricación aditiva funcionan de forma diferente y cada una tiene sus propias características, hay un proceso que siempre se realiza de la misma manera: el diseño asistido por computadora (CAD). Esta etapa consiste en modelar una pieza en dos o tres dimensiones para determinar su forma geométrica. Una vez terminado el modelo 3D, es necesario exportarlo a un archivo que pueda ser interpretado por un slicer, un software que actúa como intermediario con la impresora 3D. En este punto, al usuario se le presentan varias opciones de exportación: OBJ, STL, PLY, 3MF y muchos otros. A veces puede ser difícil elegir entre los diferentes formatos existentes. Para saber más y descubrir cuáles son las ventajas y desventajas de determinados archivos, hemos analizado en profundidad los formatos STL y 3MF, probablemente los más populares entre los aficionados de la fabricación aditiva.

Desarrollado en 1987 por 3D Systems, la primera empresa especializada en impresión 3D, el formato STL es actualmente el más popular del mercado. Acrónimo de estereolitografía (o de Standard Triangle Language), el formato está presente en la mayoría de las plataformas que ofrecen modelos 3D, como Thingiverse, MyMiniFactory o Cults. Por otro lado, el formato 3MF fue desarrollado recientemente por un consorcio dirigido por Microsoft. Lanzado en 2015, 3MF está ganando popularidad debido a algunas de sus características específicas. También conocido como 3D Manufacturing Format, los archivos 3MF están pensados para ser inteligibles y limitar los errores durante el proceso de impresión.

Actualmente, el formato STL es el más popular. (Créditos: 3Dnatives)

Las características de los archivos STL

Desde su creación en 1987, el STL ha sido el formato más popular para los usuarios de la impresión 3D, principalmente debido a su antigüedad. Compatibles con todos los slicers y programas CAD, los archivos STL se utilizan principalmente en la industria para prototipado rápido. Como sugiere su acrónimo, el formato replica la información de cada modelo utilizando triángulos. En otras palabras, el formato STL recrea un modelo 3D lo más parecido a su forma utilizando miles de triángulos. Por ejemplo, una superficie plana (2D) de 4 lados se dividirá en 2 triángulos. Por lo tanto, un cubo tridimensional se dividirá en doce triángulos, dado que tiene 6 caras.

El número de triángulos también determina la precisión de la impresión. Esto supone que, por ejemplo, modelar una cara requerirá de muchos triángulos. Todos estos se dispondrán de manera que sean lo más parecido a la forma definida por el modelo 3D. Sin embargo, no contienen ninguna información sobre el proceso de fabricación, el material, la textura o el color. Y aquí es precisamente donde reside una de las principales limitaciones del formato STL.

Cuanto más preciso sea el formato STL, más triángulos contendrá.

A pesar de su gran volumen, los archivos STL sólo contienen información para establecer la geometría de una pieza. Sin embargo, utilizando un slicer, el usuario puede añadir varios parámetros de impresión (slicing) al archivo del modelo STL. En ese caso, sólo se podrán guardar en formato 3MF.

Otro problema del STL es la frecuencia de los archivos dañados. Cuando un archivo es defectuoso, normalmente se debe a un problema durante la conversión, y el usuario se verá obligado a repararlo. Por eso, siguiendo el ejemplo de Netfabb y Meshmixer, existen varios programas de reparación que permiten corregir los defectos de los archivos 3D. Sin embargo, el uso de este tipo de software añade un paso más al proceso de impresión. Por último, el formato STL es ilegible para los humanos, sólo los programas informáticos compatibles son capaces de entenderlo y, por tanto, de interpretarlo.

Las características de los archivos 3MF

Mucho más reciente que STL, el formato 3MF es el resultado de un consorcio lanzado por Microsoft, que incluye a Dassault, Autodesk, Stratasys y Ultimaker. En su presentación, Adrian Lannin, director ejecutivo del Consorcio 3MF, reveló los objetivos del proyecto: “3MF permitirá a los usuarios de la tecnología optimizar la productividad y desbloquear la funcionalidad de la impresión 3D”. Diseñado para ofrecer a los profesionales una solución viable para el almacenamiento de archivos 3D, el formato 3MF se distingue por su ligereza y la gran cantidad de información que contiene.

El archivo 3MF, a diferencia del STL, no es sólo una malla. Se trata de un archivo (similar al .zip) que contiene tanto el modelo 3D (en malla) como información sobre la fabricación del modelo. Esto incluye datos sobre los métodos de fabricación, los materiales y los ensamblajes requeridos. Sobre esto, Microsoft explica: “3MF es un formato de archivo especialmente adaptado a la impresión 3D y a Windows. 3MF incluye colores, texturas, escalado con opciones de impresión recomendadas y muchas otras mejoras”. Además, un archivo 3MF está codificado en XML, lo que lo hace inteligible para un humano, y no sólo para una máquina. Por lo tanto, si se sustituye la extensión .3MF por la extensión .ZIP, es posible abrir cada fichero del archivo para obtener sus características. Además de su apertura (facilidad de lectura), también es más inteligente, ya que ofrece una mejor comprensión de los errores de mallado. Evita los problemas relacionados con las variedades geométricas (manifold), lo que evita las auto-intersecciones, los modelos «non-manifold» y los agujeros en la malla.

Los formatos 3MF son mucho más ligeros que los formatos STL. (Créditos: Prusa blog)

Por el momento, la principal limitación del formato 3MF no son sus propiedades, sino su falta de popularidad. A pesar de las limitaciones de sus características, el STL está actualmente mucho más democratizado que el 3MF. Este fenómeno se puede observar en las plataformas de archivos, como Thingiverse, Cults o Printables. Y además hay otras desventajas. Hay una falta de integración con ciertos slicers y software CAD, que actualmente son incompatibles con este formato. También hay una falta de intercompatibilidad entre slicers, ya que ciertos parámetros configurados en un programa no se transferirán necesariamente a otro cuando se abra el mismo proyecto. Sin embargo, es de esperar que en el futuro, si el formato 3MF gana popularidad, se consigan resolver estos problemas. Sobre todo porque se trata de un archivo con código XML, y por lo tanto puede ser mejorado con el tiempo. También se espera alcanzar una compatibilidad cruzada que facilite compartir archivos que puedan ser interpretados correctamente por diferentes slicers.

Las ventajas del formato 3MF

Pongamos el caso de que tienes una impresora 3D y quieres fabricar un modelo complejo. Si necesitas ayuda externa, de un servicio de impresión por ejemplo, este puede configurar el modelo en el slicer con los parámetros adecuados y luego exportar esta configuración en formato 3MF. De este modo, no sólo encontrarás la plantilla, sino también los perfiles de impresión, las posibles modificaciones y otros parámetros útiles en el mismo archivo. Del mismo modo, utilizando el formato STL, se habrían tenido que exportar los perfiles de impresión además de la malla. Pero incluso compartiendo estos perfiles, faltaría información como los modificadores.

Ahora imaginemos que un diseñador quiere compartir sus modelos 3D en Internet, en Thingiverse, Printables o Cults. Al utilizar el formato 3MF, puede incorporar información sobre el material o modificadores que simplifican el proceso de impresión 3D. El formato 3MF también permite definir la licencia y los derechos de autor asociados. También se puede añadir nombre y descripción al archivo. Por lo tanto, toda esta información se almacena en el archivo y no sólo en la página de descarga del sitio. Si el modelo se comparte fuera del sitio donde se compartió originalmente, toda esta información quedará conservada.

¿Es 3MF el formato del futuro?

Como vemos, es probable que el formato 3MF se convierta en el estándar en el futuro. Gracias a sus propiedades, varios expertos en tecnología ya la han adoptado. Charly Le Roy, cofundador de Polyfab, una empresa que revende soluciones 3D y ofrece formación, explica las razones de esta elección: “En mi opinión, la principal diferencia es la cantidad de información almacenada. Un STL sólo contiene el modelo 3D, mientras que 3MF contiene el modelo pero también su orientación, sus soportes, sus parámetros de impresión, etc. Así que 3MF es mucho más práctico para las necesidades de iteración múltiple”. Una opinión compartida por Michael P. Bourque, director de fabricación digital de Boston Engineering: “No puedo creer que el STL sea el formato más común entre los aficionados de la impresión 3D. STL es un formato terrible para reproducir la geometría del modelo y sólo se utiliza porque el paso de laminado es rápido. Prefiero el 3MF porque es autónomo y puede contener datos adicionales para reducir los problemas”.

Por su capacidad para limitar el riesgo de error y facilitar el intercambio de modelos, el formato 3MF parece mucho más adecuado. De hecho, el gigante estadounidense 3D Systems, creador del STL, decidió unirse al Consorcio 3MF en su lanzamiento en 2015. Charly Le Roy concluye: “El formato que se utilizará para compartir proyectos de impresión a través de bibliotecas de modelos listos para imprimir será definitivamente el formato 3MF. Limita el riesgo de error y ahorra tiempo en la fabricación de las piezas”.

Créditos: 3Dnatives

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*Créditos foto de portada: 3Dnatives