Archivo STL: qué es y cómo preparar uno perfecto para impresión 3D

¿Qué es un archivo .STL?

STL es un formato estándar para modelos 3D. La geometría 3D se describe mediante una mesh de triángulos y la información dimensional está contenida en cada triángulo. A diferencia de otros formatos CAD, el objeto sólo se compone de la superficie exterior o "piel". La información que explica dónde se encuentra el interior del componente se guarda en cada triángulo definiendo la normal, una línea que sale del triángulo y es perpendicular a él.  Es importante destacar que el formato STL, a diferencia de los formatos CAD como el step, "ignora" cómo se ha modelado y construido el objeto o cómo se definen matemáticamente las superficies que lo constituyen. De hecho, el archivo STL guarda, para cada triángulo, sólo las coordenadas de los 3 vértices en el espacio (coordenadas x, y, z) y la dirección de la normal.Esto conduce a una serie de problemas, como podemos ver en la imagen que se muestra como ejemplo, con aproximaciones de contornos curvos con líneas rectas rotas.

En este artículo analizaremos estos problemas.

¿Cuál es el formato a elegir, binario o ASCII?

El formato STL tiene dos estándares de grabación diferentes: ASCII y binario.

Se trata simplemente de dos formas diferentes de guardar y formatear la información de la mesh de triángulo. El tipo de archivo binario es el más conveniente y utilizado por su mayor eficiencia en términos de espacio ocupado (puede ser hasta una cuarta parte del archivo correspondiente en formato ASCII) y se aconseja para aplicaciones relacionadas con la fabricación aditiva.

El formato ASCII, por otro lado, tiene la ventaja de ser fácil de entender y leer aun por un operador, lo que sólo es útil si se quiere modificar manualmente las coordenadas o la información sobre cada triángulo.

¿Para qué se utiliza un archivo .STL?

Los archivos STL suelen ser utilizados en programas relacionados con el mundo de la fabricación aditiva, como paso intermedio entre la geometría perfecta y matemáticamente descrita del CAD y el lenguaje de máquina de la impresora. La mayoría de los programas de jobs y slicing utilizan este formato para realizar su trabajo.

Por lo tanto, es necesario comprender perfectamente los pros y los contras de este formato para obtener los mejores resultados posibles a la hora de imprimir.

¿Cómo abrir un archivo .STL?

Actualmente, la mayoría de los programas de modelado 3D reconocen e importan correctamente los archivos STL gracias a su sencillez.

Integrada en Windows 10, hay un tool llamado 3DBuilder que puede abrir y mostrar estos y otros tipos de archivos 3D.

¿Dónde se pueden encontrar archivos STL gratuitos o de pago?

Hay varios portales para la difusión de modelos 3D, tanto gratuitos como de pago. A continuación, un resumen de los más utilizados y populares.

• Thingiverse: Es la página por excelencia para compartir modelos 3D online. Tiene la mayor community y todos los modelos que puedes encontrar aquí son gratuitos. Sin embargo, ten cuidado con la calidad de los archivos descargados, que a menudo tienen problemas de mesh.

• Myminifactory: Esta web se ha consolidado como una plataforma con estándares más altos y que verifica los objetos que se cargan. Puedes encontrar archivos gratuitos y de pago, estos últimos a menudo con guías para obtener los mejores resultados durante la impresión.

• Yeggi: Yeggi es un motor de búsqueda al tipo de Google para facilitar la búsqueda de modelos 3D en algunas de las páginas más populares al mismo tiempo. Es una plataforma útil para realizar búsquedas rápidas y eficaces.

• Prusa printers: La famosa marca checoslovaca de impresoras ofrece desde hace tiempo su propia alternativa a thingiverse, pero con una interesante variación: poder descargar archivos ya procesados y listos para imprimir en las máquinas prusa. Todos los diseños son gratuitos y la integración con el ecosistema Prusa es una gran ventaja si tienes una de sus máquinas.
• Thangs: Esta página pretende ser un thingiverse 2.0 con una serie de funciones nuevas e interesantes. Algunas de ellas son la posibilidad de colaborar en un proyecto con más personas y la posibilidad de hacer búsquedas en la web mediante una geometría/archivo 3D.
• Cults3D
• Pinshape
• Grabcad: Grabcad, a diferencia de las otras páginas propuestas aquí, se propone como una plataforma dedicada no sólo a compartir archivos stl, sino archivos CAD en los formatos más utilizados. 

• NASA: La agencia de exploración espacial estadounidense ha organizado una colección de material con temática espacial para los aficionados a la impresión 3D. Los modelos son realmente buenos y están bien hechos. 
• CGTrader:  Se trata de un marketplace para compartir assets no sólo para la impresión 3D, sino también para la arquitectura y el desarrollo de juegos.

¿Cómo exportar archivos .STL?

Como ejemplo para esta guía se utilizará Autodesk Fusion360, pero las consideraciones que se harán son trasladables a cualquier otro software que realiza la conversión tanto al importar como al exportar de otros formatos 3D a STL. 

Tras hacer clic con el botón derecho del ratón sobre nuestro objeto y seleccionar "Guardar como mesh", nos aparecerá la siguiente interfaz que nos permite definir los parámetros clave para la exportación y la creación de la triangulación.

Como se ha indicado antes, seleccionamos el formato binario, que es más eficiente y nos permite crear archivos más pequeños. También elegimos nuestra unidad de medida, el milímetro.

El cuadro de "Previsualización de la mesh" nos permite ver la triangulación en tiempo real en el componente, pero es una función muy intensiva para el PC, especialmente en el caso de mesh densas con un elevado número de triángulos. 

En la sección "opciones de acabado" hay 4 parámetros básicos que determinan cómo se crea la triangulación:

• Desplazamiento de la superficie - define la distancia máxima entre los bordes de las facetas y los bordes de la superficie - valor recomendado 0,005 mm.
• Desviación perpendicular - define el ángulo máximo entre los vectores perpendiculares de las facetas - valor estimado 1.
• Longitud máxima de borde - como su nombre indica, este parámetro limita la longitud máxima de los lados de los triángulos - valor aconsejado 10 mm.
• Relación de perspectiva: indica la relación máxima que pueden tener dos lados de un mismo triángulo. Este parámetro limita e impide la creación de triángulos deformados, como por ejemplo con una base muy pequeña (0,01 mm) y una altura muy larga (20 mm) - valor recomendado 15.

Variando estos cuatro parámetros podemos adaptar la creación de la mesh a nuestro objeto y, por ejemplo, tener una triangulación más escasa para componentes con superficies planas o una triangulación más densa en el caso de superficies freeform curve. 

En otros software, podemos identificar estos parámetros igual, quizás con nombres diferentes pero desempeñando el mismo papel. En caso de duda sobre cómo proceder con un software específico, le sugerimos que recurra al manual o al soporte técnico que ofrece la empresa de software o que aproveche la enorme biblioteca de tutoriales online.