Program za oblikovanje zna točnu jednadžbu svake plohe. Stroj to ne može upotrijebiti, pa se oblik prije ispisa pretvara u mrežu trokuta. Pretvorba je namjerna pogreška — ova jedinica pokazuje koliko ona iznosi, kako se zadaje i gdje je granica ispod koje nema smisla ići.
U programu za oblikovanje valjak nije skup ploha nego jednadžba. Zaobljeni prijelaz nije niz sitnih ravnina nego krivulja zadana s nekoliko brojeva. Takav se zapis zove granični prikaz (B-rep) i on je točan: ploha se može uvećati koliko god puta i ostat će glatka.
Stroj s tim ne može ništa. Njemu treba presjek na svakoj visini, a presijecanje matematičke plohe ravninom nije posao koji bi program za rezanje radio brzo ni pouzdano za sve vrste ploha. Zato se između njih ubacuje mreža trokuta: oblik se opiše plohicama koje su sve ravne i sve iste vrste, pa je presijecanje svedeno na presijecanje ravnine s trokutom — račun koji se izvodi milijun puta u sekundi.
Cijena je u tome što zaobljena ploha prestaje biti zaobljena. Valjak postaje mnogokutna prizma, kugla postaje poliedar. Pitanje nije hoće li nastati odstupanje, nego koliko — i to je jedina odluka koju oblikovatelj pri izvozu doista donosi.
Tri točke uvijek leže u jednoj ravnini. Četiri ne moraju, pa bi četverokut mogao biti izvijen i ne bi se znalo kako ga presjeći. Trokut je najmanji lik koji je uvijek ravan, pa je izbor bio praktičan, a ne estetski.
Zapis je nastao 1987. godine u tvrtki 3D Systems, uz prvi komercijalni stroj za stereolitografiju, i po njoj je i dobio ime — STL se čita kao kratica od stereolithography. Trebao je biti privremeno rješenje za jedan stroj. Ostao je gotovo četrdeset godina, jer je bio dovoljno jednostavan da ga svi podrže.
Isti zaobljeni prijelaz prikazan kao točna ploha u programu za oblikovanje i kao mreža trokuta nakon izvoza, s uvećanim isječkom na kojem se vide bridovi između trokuta.
Datoteka STL je popis trokuta i ništa više. Za svaki trokut zapisane su tri točke i normala — smjer koji pokazuje koja je strana vanjska. Nema podataka o tome kako su trokuti povezani, kojem tijelu pripadaju ni kojim su redom nastali.
Postoje dva oblika istoga zapisa. Tekstovni je čitljiv u bilo kojem uređivaču teksta; binarni je isti sadržaj zapisan brojevima, oko pet puta manji i brži za učitavanje. Osim veličine, razlike nema — isti model u obama oblicima daje isti dio.
Odaberi oblik zapisa.
Dva susjedna trokuta moraju dijeliti cijeli brid, to jest obje njegove krajnje točke. Vrh jednoga trokuta ne smije ležati na sredini brida drugoga. Kad se to ipak dogodi — a događa se pri spajanju mreža različite gustoće — nastaje pukotina koja se u pregledu ne vidi, a program za rezanje je prijavljuje kao otvoren rub.
Binarni zapis troši točno 50 bajta po trokutu, uz 84 bajta zaglavlja. Tekstovni troši između 250 i 300 bajta po trokutu, ovisno o broju znamenaka. Iz toga se veličina datoteke može predvidjeti prije nego što se izveze.
Zaključak je jednostavan i vrijedi bez iznimke: izvozi se binarno. Tekstovni oblik ima smisla samo kad se datoteka doista mora otvoriti i pročitati — u nastavi, pri traženju greške ili kad se zapis obrađuje vlastitom skriptom.
Pri izvozu se zadaju dvije veličine. Odstupanje tetive najveći je razmak između prave plohe i trokuta koji je zamjenjuje — mjeri se u milimetrima i izravno govori koliko će dio biti netočan. Kutno odstupanje ograničava koliko se smiju razlikovati normale dvaju susjednih trokuta i djeluje ondje gdje je zakrivljenost velika, a mjera mala.
Prva veličina vodi računa o točnosti, druga o izgledu. Na velikome valjku prva će sama dati dovoljno ploha; na sitnome zaobljenju tek ih druga umnoži toliko da rub ne izgleda izlomljeno.
Povuci klizač i prati broj ploha na valjku promjera 30 mm.
Račun je jednostavan. Ako je R polumjer, a δ dopušteno odstupanje, jedna ploha obuhvaća kut 2·arccos(1 − δ/R), pa je broj ploha puni krug podijeljen tim kutom. Odatle slijedi ono što se u praksi stalno zaboravlja: broj ploha ovisi o polumjeru. Isto zadano odstupanje na provrtu od 3 mm daje mnogo manje ploha nego na valjku od 300 mm, jer je zakrivljenost veća.
Pravilo je jedno: odstupanje mora biti osjetno manje od onoga što stroj može razlučiti, ali ne toliko manje da datoteka postane neupotrebljiva. Uobičajena mjera je petina do desetina točnosti stroja.
| Postupak | Točnost stroja | Razumno odstupanje tetive |
|---|---|---|
| Taložno srašćivanje (FDM) | ±0,2 mm | 0,02 – 0,05 mm |
| Srašćivanje praha (SLS) | ±0,2 mm | 0,02 – 0,05 mm |
| Stereolitografija (SLA) | ±0,05 mm | 0,01 – 0,02 mm |
| Digitalno obrađeno svjetlo (DLP) | ±0,05 mm | 0,01 – 0,02 mm |
| Mlaz fotopolimera (PolyJet) | ±0,05 mm | 0,005 – 0,015 mm |
| Velik izgledni model | vidljivost, ne mjera | 0,1 mm i više |
Skoro svi programi nude postavku najviše kakvoće i primamljivo je uvijek je odabrati. Cijena je stvarna:
Odstupanje nikada ne treba biti manje od polovice visine sloja. Ako se ispisuje slojem od 0,2 mm, odstupanje od 0,01 mm već je deset puta finije nego što stroj može pokazati. Sve ispod toga troši prostor i vrijeme, a ne mijenja ništa na dijelu.
Tri su slučaja u kojima se ide finije nego što tablica kaže: sitni zaobljeni detalji, gdje kutno odstupanje odlučuje o izgledu; dosjedne plohe, gdje mnogokut umjesto kruga mijenja stvarnu mjeru provrta; i izgledni modeli, koji se gledaju izbliza pa se bridovi među trokutima primjećuju i kad su unutar tolerancije.
Kod provrta postoji i pojava koju treba znati: mnogokut upisan u krug uvijek je manji od kruga. Provrt izvezen s grubim odstupanjem izlazi uži od zadanoga i prije nego što je stroj išta učinio. Zato se dosjedni provrti izvoze finije, a mjera im se ionako postiže naknadnom obradbom.
Klikni korak.
Zapis STL je jednosmjeran. Iz mreže trokuta ne može se vratiti jednadžba plohe, pa se iz njega ne da ni normalno uređivati. Izvorni model u zapisu programa za oblikovanje, ili barem u zapisu STEP, čuva se uvijek — inače iduća izmjena znači crtanje ispočetka.
Datoteka STL ne zna gotovo ništa osim oblika. Nema mjerne jedinice, nema boje, nema materijala, ne razlikuje dijelove sklopa i ne nosi ime autora ni inačicu. Sve što nije geometrija mora se dogovoriti izvan datoteke — nazivom, popratnim dokumentom ili usmeno.
Klikni zapis i usporedi što nosi.
Zašto se onda zapis STL i dalje koristi? Zato što ga podržava doslovno sve — svaki program za oblikovanje, svaki program za rezanje, svaka usluga ispisa. Novi zapisi bolji su u svemu osim u tome, a u razmjeni datoteka podrška odlučuje.
Praktičan naputak: za vlastiti stroj i vlastiti lanac koristiti zapis 3MF, jer nosi jedinicu i time uklanja najskuplju grešku iz jedinice 3.2. Za slanje trećoj strani poslati zapis STL, jer je siguran izbor, ali mjernu jedinicu upisati u naziv datoteke.
Izvoz u mrežu nije administrativni korak nego odluka o točnosti. Zaobljena ploha pretvara se u niz ravnih, a koliko će od oblika ostati, zadaje se dvama brojevima: odstupanjem tetive i kutnim odstupanjem. Prevelika vrijednost daje izlomljen dio i uži provrt, premalena daje datoteku koja se ne da poslati, a dobitka nema jer stroj razliku ne može prikazati.
Datoteka je time spremna. Sljedeća jedinica prati što se s njom događa u programu za rezanje: kako se mreža pretvara u slojeve, koje se postavke pritom zadaju i kako nastaje G-kod koji stroj doista izvodi.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.