STL, comment créer le meilleur fichier stl pour imprimante 3D

Qu’est-ce qu' un fichier .STL?

STL est un format standard pour les modèles 3D. La géométrie 3D est définie par un maillage de triangles et les informations dimensionnelles sont contenues dans chaque triangle. Au contraire des autres formats CAO, l'objet n'est formé que par la surface extérieure ou "peau". L'information sur la position de l'intérieur du composant est mémorisée dans chaque triangle individuel en déterminant la normale, une ligne qui sort du triangle et qui lui est perpendiculaire. Il faut souligner que le format STL, contrairement aux formats CAO tels que step, "ignore" comment l'objet a été modélisé et construit ou comment les surfaces qui le constituent sont définies mathématiquement. En effet, le fichier STL enregistre, pour chaque triangle, seulement les coordonnées des 3 sommets dans l'espace (coordonnées x, y, z) et la direction de la normale. Ceci provoque une série de problèmes, comme on peut le voir sur l'image présentée ici à titre d'exemple, avec l'approximation de contours courbes avec des lignes droites brisées.

Dans cet article, ces problèmes seront analysés.

Quel format choisir, binaire ou ASCII?

Le format STL a deux normes d'enregistrement différentes: ASCII et binaire. 

Il s'agit uniquement de deux manières différentes de sauvegarder et de formater les informations liées aux maillages des triangles. Le fichier binaire est le plus simple et le plus utilisé en raison de sa meilleure efficience en termes d'espace occupé (il peut atteindre jusqu'à un quart du fichier correspondant au format ASCII). Il est recommandé pour les applications liées à la fabrication additive.

Le format ASCII, par contre, a l'avantage d'être facile à comprendre et à lire, même par un opérateur, et c'est utile si vous voulez éditer manuellement les coordonnées ou les informations sur les triangles individuels.

À quoi sert un fichier .STL?

Les fichiers STL sont souvent utilisés par les programmes liés au monde de la fabrication additive, comme une étape intermédiaire entre la géométrie parfaitement et mathématiquement décrite par la CAO et le langage machine de l'imprimante. La plupart des softwares de préparation et de découpage des travaux adopte ce format pour faire son travail.

Il est donc nécessaire de bien comprendre les avantages et les limites de ce format afin d'obtenir les meilleurs résultats d'impression possibles.

Comment ouvrir un fichier .STL?

Les fichiers .STL sont désormais reconnus et correctement importés par la plupart des softwares de modélisation 3D grâce à leur simplicité. 

Intégré à Windows 10, il y a un outil appelé 3DBuilder qui peut ouvrir et visualiser ce type de fichier et d'autres types de fichiers 3D.

Où est-il possible de télécharger des fichiers .STL gratuits ou payants?

Il y a plusieurs sites de diffusion de modèles 3D gratuits ou payants. Voici une liste des sites les plus utilisés et les plus connus.

• Thingiverse: Il s'agit du site par excellence pour partager des modèles 3D en ligne. Il dispose de la plus grande communauté et tous les modèles que vous pouvez y trouver sont gratuits. Attention toutefois à la qualité des fichiers téléchargés, qui présentent souvent des problèmes de maillage.

• Myminifactory: Ce site s'est affirmé comme une plateforme ayant des normes plus élevées et qui vérifie les objets qui sont téléchargés. Vous pouvez trouver des fichiers gratuits et payants, ces derniers étant souvent associés à des guides qui permettent d'obtenir les meilleurs résultats pendant l'impression.

• Yeggi: Yeggi est un moteur de recherche proche de google, facilitant la recherche de modèles 3D sur des sites parmi les plus populaires simultanément. Il s'agit d'un outil pratique pour des recherches rapides et efficaces.

• Prusa printers: La célèbre marque d'imprimantes tchécoslovaque offre déjà depuis un certain temps son alternative à thingiverse, mais avec une variante intéressante: la possibilité de télécharger des fichiers déjà traités et prêts à être imprimés sur les machines Prusa. Toutes les conceptions sont gratuites et l'intégration à l'écosystème Prusa est un grand avantage si vous disposez d'une de leurs machines.

• Thangs: Ce site est une version 2.0 de thingiverse avec un ensemble de fonctionnalités nouvelles et intéressantes. Parmi celles-ci, la possibilité de collaborer à plusieurs sur un projet et la possibilité de faire des recherches sur le site à partir d'une géométrie/fichier 3D.

• Cults3D
• Pinshape
• Grabcad: Grabcad, au contraire des autres sites proposés ici, est une plateforme consacrée non seulement au partage de fichiers stl, mais de véritables fichiers CAO dans les formats les plus utilisés. 
• NASA: L'agence américaine d'exploration spatiale a organisé une série de matériel sur le thème de l'espace pour les amateurs d'impression 3D. Les modèles sont vraiment bons et bien faits. 
• CGTrader: Il s'agit d'un marketplace pour le partage de ressources non seulement pour l'impression 3D mais aussi pour l'architecture et le développement de jeux.

Comment exporter les fichiers .STL?

Dans ce guide, nous allons utiliser Autodesk Fusion360 comme exemple, mais les considérations que nous allons faire sont transposables à tout autre software qui fait la conversion à la fois lors de l'importation et de l'exportation d'autres formats 3D à STL.

Après avoir cliqué sur notre objet avec le bouton droit et sélectionné "Save as mesh", nous nous trouvons face à l'interface suivante qui nous permet de définir les paramètres clés pour l'exportation et la création de la triangulation.

Comme indiqué précédemment, nous choisissons le format binaire, qui est plus efficace et nous permet de créer des fichiers plus petits. Nous sélectionnons également notre unité de mesure, le millimètre.

La fenêtre "mesh preview" permet de visualiser la triangulation en temps réel sur le composant, mais il s'agit d'une fonction très intensive pour le PC, surtout dans le cas de maillages denses avec un nombre élevé de triangles.

Dans la section "options de finition", nous avons les 4 paramètres basiques qui déterminent comment la triangulation est créée:

• Décalage de la surface - définit la distance maximale entre les bordures des facettes et les bordures des surfaces - valeur recommandée 0,005 mm.
• Déviation perpendiculaire - définit l'angle maximal entre les vecteurs perpendiculaires des facettes - valeur conseillée 1.
• Longueur maximale des bords - comme son nom le suggère, ce paramètre limite la longueur maximale des bords des triangles - valeur recommandée 10 mm.
• Rapport de perspective - indique le rapport maximal que deux côtés d'un même triangle peuvent avoir. Ce paramètre limite et empêche la création de triangles non conformes, par exemple avec une base très petite (0,01 mm) et une hauteur très longue (20 mm) - valeur recommandée 15.

En variant ces quatre paramètres, nous pouvons adapter la création du maillage à notre objet et, par exemple, avoir une triangulation plus espacée pour les composants à surface plane ou une triangulation plus dense dans le cas de surfaces freeform courbes de forme libre. 

Dans d'autres softwares, nous pouvons identifier de la même manière ces paramètres, peut-être sous des noms différents mais jouant le même rôle. En cas de doute sur la manière de procéder avec un software spécifique, nous vous suggérons d'utiliser le manuel ou l'assistance technique proposés par la software-house ou de consulter l'immense bibliothèque de tutoriels en ligne.