ما هو ملف STL؟ شرح مبسط لصيغة الطباعة ثلاثية الأبعاد

كل من اشترى طابعة ثلاثية الأبعاد سمع بملف STL في اليوم الأول. تنزّل نموذجًا، فتجده بامتداد .stl، وتفتحه في برنامج التقطيع فيعمل. لكن عندما يظهر النموذج بحجم حبة أرز، أو عندما يكون حجم الملف 200 MB لقطعة صغيرة، تبدأ الأسئلة: ما هو ملف STL فعلًا؟ ولماذا لا يحمل ألوانًا ولا وحدات؟

هذا شرح مبسط لصيغة STL، بلا رياضيات معقدة، مع أمثلة من الواقع.

ملف STL = مثلثات فقط

تخيّل أنك تريد وصف كرة لشخص لا يراها، وكل ما تملكه هو قطع مثلثة من الورق المقوى. ستغطي الكرة بمئات المثلثات الصغيرة، وكلما زاد عددها صارت الكرة أنعم. هذا بالضبط ما يفعله ملف STL. كل مثلث يُخزّن بثلاث نقاط (رؤوس) لكل منها ثلاثة أرقام X وY وZ، إضافة إلى اتجاه يشير إلى الخارج يسمى "المتجه العمودي" (normal).

لا شيء غير ذلك. لا يعرف الملف أن هذه الدائرة ثقب لبرغي M3، ولا أن هذا السطح مصنوع من مادتين. هو سطح خارجي فقط.

مثال على الدقة: ثقب قطره 10 mm مرسوم بـ 32 ضلعًا يختلف عن الدائرة الحقيقية بأقل من 0.05 mm، وهذا أدق من قدرة معظم الطابعات المنزلية. أما لو صُدّر بـ 12 ضلعًا فقط، فسيبدو الثقب مضلعًا بوضوح بعد الطباعة. لهذا يهم إعداد الدقة عند التصدير.

لماذا لا يحمل ملف STL وحدات ولا ألوانًا؟

الصيغة قديمة، وُضعت في ثمانينيات القرن الماضي لآلات الطباعة الصناعية الأولى، حين كان المطلوب شكلًا هندسيًا فقط. الرقم "50" في الملف قد يعني 50 mm أو 50 بوصة، والملف نفسه لا يقول. الاتفاق العملي أن برامج التقطيع تقرأه بالملليمتر.

النتيجة: إذا صمم شخص قطعة بطول 2 بوصة وصدّرها دون تحويل، ستظهر عندك بطول 2 mm فقط. الحل أن تضربها في 25.4، أي 2 × 25.4 = 50.8 mm. شرحنا ذلك بالتفصيل في مشكلة البوصة والملليمتر في ملفات STL.

أما الألوان فبعض البرامج تضيفها بطرق غير رسمية، لكن لا يمكنك الاعتماد عليها. إذا أردت نموذجًا ملونًا، فصيغة 3MF أو OBJ مع MTL هي الأنسب.

STL ثنائي أم ASCII؟

إذا كان لديك خيار عند التصدير، اختر الثنائي. الشكل نفسه تمامًا، والملف أصغر بنحو خمس مرات.

لماذا تصبح ملفات STL كبيرة جدًا؟

الحجم يتبع عدد المثلثات مباشرة. قطعة ميكانيكية بسيطة قد تحتاج 5,000 مثلث (250 KB). تمثال مفصل منحوت رقميًا قد يصل إلى 2 مليون مثلث (100 MB). وملف مسح ضوئي غير مبسّط قد يتجاوز ذلك. الطابعة المنزلية لا تستفيد من تفاصيل أصغر من نحو 0.1 mm تقريبًا، لذا فكثير من هذه المثلثات لا يضيف شيئًا للطباعة، لكنه يبطئ برنامج التقطيع ويملأ الذاكرة.

هذا سبب جيد لإلقاء نظرة على عدد المثلثات قبل الطباعة. في وضع الإطار السلكي تستطيع أن ترى كثافة الشبكة بعينك.

المتجهات العمودية واتجاه المثلثات

لكل مثلث في ملف STL وجهان: داخلي وخارجي. ترتيب الرؤوس الثلاثة والمتجه العمودي يحددان أي الوجهين هو الخارج. إذا انقلبت بعض المثلثات، يظن برنامج التقطيع أن جزءًا من السطح "من الداخل"، فتظهر فجوات أو طبقات غريبة. هذا من الأسباب الشائعة لملف يبدو سليمًا في العارض لكنه يُقطّع بشكل خاطئ.

في لوحة "معلومات النموذج" في STL Viewer، قد تظهر حالة الإحكام بعبارة "نعم، لكن بعض الأوجه متجهة للداخل". معناها أن الشبكة مغلقة لكن بعض المثلثات مقلوبة، ولهذا لا يُقاس الحجم وتقدير الفلامنت بدقة. الإصلاح يتم في برنامج التقطيع (كثير منها يصلح ذلك تلقائيًا) أو في أداة شبكات.

أين يقع ملف STL في سير العمل؟

1. التصميم: في برنامج CAD، حيث الأشكال دقيقة رياضيًا (دوائر حقيقية، أبعاد قابلة للتعديل). يُحفظ بصيغة البرنامج أو STEP.
2. التصدير إلى STL: تتحول الأسطح إلى مثلثات بدقة تختارها. هنا تفقد تاريخ التصميم.
3. الفحص: المقاس، والإحكام، والاتجاه، وتقدير المادة.
4. التقطيع: برنامج التقطيع يحول المثلثات إلى طبقات ومسارات للفوهة، ويحفظ ملف G-code.
5. الطباعة: الطابعة تنفذ G-code.

ملاحظة مهمة: ملف G-code ليس نموذجًا. إذا أرسل لك أحدهم G-code فقط، فلا يمكنك عرض النموذج الأصلي منه في عارض STL. وإذا أردت تعديل التصميم فارجع إلى ملف CAD، لا إلى STL. شرح أكثر في STEP مقابل STL.

كيف تفحص ملف STL على هاتفك؟

الخطوة الثالثة في القائمة أعلاه، أي الفحص، يمكن أن تتم على الهاتف بجانب الطابعة. مع STL Viewer لأندرويد:

1. افتح الملف عبر "فتح ملف" أو "فتح باستخدام" من البريد أو المحادثة.
2. في "معلومات النموذج" اقرأ الأبعاد بالملليمتر، وعدد المثلثات، وحجم الملف، وحالة الإحكام.
3. إذا بدت الأبعاد صغيرة بنحو 25 مرة، غيّر "وحدات الملف" إلى البوصة. التطبيق يتذكر الاختيار لهذا الملف.
4. بدّل إلى الإطار السلكي لترى كثافة المثلثات.

التطبيق يقرأ STL الثنائي والنصي على حد سواء؛ مكعب المعايرة في النماذج الجاهزة مثال على ملف ASCII. وإذا كنت تتساءل هل الأفضل أن تبقى على STL أم تنتقل إلى 3MF، فاقرأ الفرق بين 3MF وSTL. وقبل الطباعة الأولى راجع قائمة فحص ملف STL قبل الطباعة. تجد أيضًا دليل لوحة معلومات النموذج على موقع التطبيق.