無論是文本、音樂、圖片還是3D模型，所有文件都是由數百萬個比特組成的。這些比特所包含的數據以及它們的編碼方式決定了文件的性質和格式。根據CAD文件的格式，文件可以包含模型的幾何形狀、材料、紋理、尺寸或顏色等數據。
文件格式與3D打印
3D打印機是透過逐層構建來製造部件的。創建模型並將其並保存為3D打印文件格式後，需要將其發送到切片軟體進行處理。切片過程是將實心模型分割成無數個薄的水平層。切片軟體隨後會掃描這些層，並利用這些信息生成G-Code，這是一組指示3D打印機如何移動以製造所需物體的指令。之後，將G-Code文件發送到打印機。有些打印機配有自己的切片軟體，因此可以直接以3D打印文件格式發送模型。
CAD文件中包含的信息對成功打印至關重要。請記住，文件格式決定了文件攜帶的信息，而正是透過這些信息生成了必要的機器代碼。因此，文件格式非常重要。為了確保打印過程順利進行，需要特定類型的信息，如幾何形狀、紋理、顏色和材料等。在常規的3D CAD文件格式中，這些數據並不總是包含或針對3D打印進行編碼，因此，需要專門為3D打印設計特定的文件格式，這些格式被稱為3D打印文件格式。
此外，切片軟體無法處理STEP、IPT和SLDPRT等常規3D文件格式。這些格式必須先轉換為3D打印文件格式。
目前使用的3D打印文件格式有多種，但最普遍的是STL、OBJ、AMF和3MF。那么，它們為何如此廣泛使用呢？以下將介紹這些文件格式是什麼，是什麼使它們脫穎而出，它們相互之間以及與其他3D打印文件格式的不同之處。
STL格式
STL文件格式是3D打印領域的開創性文件格式。它由3D打印的發明者查克·赫爾於1987年發明。三十多年後，STL文件格式仍然是最廣泛使用的，並且被認為是3D打印的標準文件格式。這是因為經過多年的發展STL與大多數3D CAD軟體以及3D打印中的其他軟體和硬體兼容性極高。
STL文件格式的一個關鍵特徵是使用鑲嵌來保存幾何形狀。鑲嵌是指使用一系列幾何形狀覆蓋（鋪貼）表面的過程，以確保沒有空隙或重疊。在STL文件中，一個3D模型的幾何形狀透過大量覆蓋了模型表面的三角形來編碼。
對於曲面，需要大量任意小的三角形來覆蓋表面。然而，模型中使用的三角形數量越多，文件大小就越大。
STL 3D打印文件格式的另一個顯著特徵是它僅存儲幾何數據。與模型相關的其他數據，如顏色、紋理和材料，都被排除在外了。在打印機一次只能打印一種顏色和一種材料的時候，這並不是問題。如果您只需要一個簡單的原型，這可能也仍然不是問題。然而，隨著3D打印技術的進步，如多色和多材料的打印，以及將3D打印用於生產完全功能的、可立即使用的物體，STL文件格式可能會逐漸退出舞台。
優點
- 兼容幾乎所有3D打印領域的硬體和軟體
- 最廣泛使用和共享的3D打印文件格式。網上有數百萬個STL模型可供輕鬆下載
缺點
- 只能存儲幾何數據。顏色、紋理和材料數據被排除在外
- 細節水平有限。例如，曲面只達到近似的水平
- 文件精度越高，文件大小越大
- 由於文件格式容易出錯，鑲嵌過程中可能會出現空洞和重疊三角形。注意，這些缺陷可以使用STL修復工具檢測和修復，但這非常耗時
- 未明確比例和單位
OBJ格式
OBJ文件格式由WaveFront科技開發，最初作為圖形設計中的中性交換文件格式使用。隨著多色和多材料打印技術的發展，這種文件格式後來被3D打印行業廣泛採用。
在流行度上，OBJ僅次於STL。然而，與只存儲幾何數據的STL不同，OBJ可以存儲幾何、顏色、紋理和材料數據。顏色數據存儲在一個獨立的MTL（材料模板）文件中。要進行顏色打印，OBJ文件必須與對應的MTL文件一起使用。
OBJ 3D打印文件格式的另一個重要特性是，它允許使用者選擇模型幾何體的編碼方式。除了三角形之外，你可以使用多邊形和四邊形等各種形狀進行鑲嵌。此外，還可以使用更高級和精確的方法，如自由曲線和曲面。這些功能使得OBJ文件能夠存儲具有更高精度的模型。
優點
- 精確存儲數據
- 存儲幾何、顏色、紋理和材料數據
缺點
- 受歡迎程度不如STL，因此兼容性有限
- 包含大量複雜數據，共享或編輯時耗時較長
- 顏色和紋理數據分別存儲在獨立的文件中
AMF（增材製造文件）格式
AMF（增材製造文件）3D打印文件格式被認為是STL的更新版本，由美國材料和試驗協會（ASTM）於2013年專門為增材製造開發，旨在解決STL文件存在的一些限制。
與STL類似，AMF使用三角形的方式存儲幾何數據。然而，AMF中的三角形可以是曲面的，這使得數據能更準確地表示。這也導致文件大小大大縮小，因為只需要更少的三角形就能準確表現曲面。
此外，AMF文件能夠存儲顏色、紋理、材料、副本、方向、格點數據，以及元數據。這使得它們在技術上比STL文件更加先進。
優點
- 能夠存儲模型的所有可能數據和元數據
- 可以在不同單位下指定比例
- 錯誤發生可能性極低
- 文件小
缺點
- 支持度有限
- 採用速度較慢
3MF格式
在分析了AMF文件格式存在的缺點和採用速度緩慢後，歐特克、3D Systems、斯特塔西、惠普、微軟等3D打印領域的重要公司聯合成立了3MF聯盟。這個聯盟開發了3MF 3D打印文件格式，與AMF非常相似但得到了更廣泛的接受。
3MF聯盟的行業影響力和龐大的客戶基礎，以及3MF 3D打印文件格式的功能，促使其廣泛被採用。
3MF具備了AMF的所有技術特性，使用曲面三角形鑲嵌來編碼幾何數據。它還能夠存儲顏色、紋理、材料和方向數據，並具有高度精確性。
數據以人類可讀的XML格式存儲（不同於二進制格式），便於開發和修改。
大多數情況下，3MF文件沒有錯誤，被視為即可直接用於打印的文件格式，在3D打印領域廣受歡迎。
優點
- 相對流行，在數十家公司中兼容性良好
- 精確存儲幾何數據
- 能夠完整存儲與模型相關的所有數據
- 將所有數據、元數據和屬性存儲在單一檔案中
缺點
- 可能會變成專有格式
結語
總結而言，針對簡單的幾何形狀和單色原型，我們推薦使用STL格式。如果您需要打印簡單的彩色部件，那麼OBJ是更好的選擇。然而，由於OBJ文件中的紋理和顏色數據存儲在單獨的文件中，共享OBJ文件將變得複雜。3MF和AMF 3D打印文件格式在技術上都非常優越，因為它們能夠存儲模型的所有信息。它們也因其文件分享的便利性而脫穎而出，因為所有數據和元數據都存儲在緊湊、壓縮的文件中。如果您的支持軟件兼容AMF，可以考慮選擇它。否則，3MF是更為安全的選擇，因為它更流行，更有可能與現有的支持軟件兼容。
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