如何將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP？
魔猴君 知識堂 56天前
STL文件是3D對象的標(biāo)準(zhǔn)格式，尤其是3D打印。其名稱代表“立體光刻”，有時(shí)也稱為“標(biāo)準(zhǔn)鑲嵌語言”和“標(biāo)準(zhǔn)三角剖分語言”。此文件類型通過鑲嵌來表示對象，這意味著創(chuàng)建一個(gè)由小三角形組成的網(wǎng)格。
相比之下，STEP代表“產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)”，是一種常用于3D模型的CAD文件格式。顧名思義，STEP文件可以從一個(gè)CAD程序傳輸?shù)搅硪粋€(gè)CAD程序，無需任何中間轉(zhuǎn)換步驟。
這兩種文件類型之間的主要區(qū)別在于，由于STEP格式是專門為CAD編輯目的而設(shè)計(jì)的，因此通常更容易編輯。因此，有時(shí)將保存為STL的3D模型轉(zhuǎn)換為STEP文件會很有幫助。在本文中，我們將介紹兩個(gè)可用于將STL轉(zhuǎn)換為STEP的程序。
圖1：對于許多應(yīng)用來說，網(wǎng)格工作都很有用（來源：FEATools Multiphysics）
如果您從在線存儲庫下載文件，除非它們來自GrabCAD等設(shè)計(jì)專用網(wǎng)站，否則最常見的格式是STL。如果您打算立即打印模型或在Blender等程序中修改模型，那么這一切都很好。但是，如果您需要使用參數(shù)化建模來修改模型，例如調(diào)整從Thingiverse下載的自動機(jī)玩具的機(jī)制，那么STL文件并不是修改模型的最佳方式，還可能根本無法實(shí)現(xiàn)。
但為什么呢？答案取決于文件的性質(zhì)。為了更容易理解，讓我們將其與2D圖像進(jìn)行比較。STL文件可以與光柵文件（如JPG）進(jìn)行比較，光柵文件由具有特定顏色和位置的像素組成以構(gòu)成圖像。光柵圖像適合顯示目的，但增加圖像尺寸只會導(dǎo)致像素變大，使其看起來顆粒狀。另一方面，STEP文件更類似于SVG等矢量文件。矢量文件是一組構(gòu)成圖像的數(shù)學(xué)屬性，修改此類文件要容易得多，而不會損失質(zhì)量并保持所有內(nèi)容的正確比例。
圖2：STL是網(wǎng)格，而STEP是實(shí)體（來源：Lauren Fuentes via All3DP；模型：thaccactusgirl via Thingiverse）
STEP文件具有類似的優(yōu)勢。它們不僅像網(wǎng)格文件一樣存儲外部幾何圖形，還可以區(qū)分實(shí)體對象、空心對象和表面對象（如板材）。此外，STEP文件可以存儲有關(guān)對象材料（例如鋼）、約束（例如保持平行的面）、厚度、尺寸等的信息。如果您在SolidWorks中將直徑為5毫米的實(shí)心鋁球創(chuàng)建為STEP文件，然后在AutoCAD中打開它，新程序仍然知道有關(guān)該球的所有數(shù)據(jù)。
這也是為什么轉(zhuǎn)換為STEP文件并不像從STL轉(zhuǎn)換為OBJ那樣簡單，以及為什么我們沒有推薦一些簡單的在線轉(zhuǎn)換工具。STEP文件本質(zhì)上不同于STL文件：前者是具有參數(shù)的實(shí)體對象，而后者本質(zhì)上是網(wǎng)格，因此您首先需要對現(xiàn)有網(wǎng)格進(jìn)行修改以使其成為實(shí)體。此過程將在以下部分中解釋，幸運(yùn)的是，使用正確的軟件，它非常簡單。
解決方案1：Autodesk Fusion
圖3：首先將STL插入Fusion將其轉(zhuǎn)換為STEP（來源：All3DP；模型：thaccactusgirl via Thingiverse）
將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP文件的一種簡單方法是使用Autodesk的Fusion。由于STL文件從根本上來說是一種網(wǎng)格，因此需要注意的是，F(xiàn)usion支持三種不同的網(wǎng)格處理方法，但直接插入一種方法是最簡單的。在最新版本中，F(xiàn)usion還包括一些網(wǎng)格操作，這些操作記錄在操作時(shí)間軸中。
要遵循第一種方法，您需要進(jìn)入設(shè)計(jì)工作區(qū)，這是打開Fusion時(shí)的默認(rèn)工作區(qū)。
步驟1：插入網(wǎng)格:
1、轉(zhuǎn)到“插入>插入網(wǎng)格”。
2、選擇要插入的文件。盡管本教程針對的是STL，但值得注意的是，F(xiàn)usion還可以導(dǎo)入OBJ和3MF文件格式的網(wǎng)格。
3、網(wǎng)格加載后，您必須在“插入網(wǎng)格”菜單中設(shè)置一些選項(xiàng)。
單位類型：您可以將單位設(shè)置為毫米、厘米、米、英寸或英尺。
翻轉(zhuǎn)方向：如果您的模型恰好插入錯(cuò)誤的方向，此功能很有用，盡管通常情況并非如此。
位置：您可以選擇將模型置于原點(diǎn)的中心或讓底部接觸水平面。
數(shù)字輸入：此字段可讓您更精確地設(shè)置模型的位置。
步驟2：將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為實(shí)體
圖4：接下來，將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為實(shí)體（來源：All3DP；模型：thaccactusgirl via Thingiverse）
1、要將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為實(shí)體，仍然在設(shè)計(jì)工作區(qū)中，轉(zhuǎn)到“網(wǎng)格”選項(xiàng)卡（粉紅色），然后打開“修改”菜單以獲取完整的選項(xiàng)集。
2、選擇“轉(zhuǎn)換網(wǎng)格”。這會打開另一個(gè)菜單，你需要在其中選擇一些選項(xiàng)。
主體：您可以在瀏覽器中或直接在視口中選擇主體。
操作：有兩個(gè)選項(xiàng)，參數(shù)和基本特征。參數(shù)在時(shí)間軸中記錄操作，并允許您直接更改轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的現(xiàn)有關(guān)系。基本特征不記錄參數(shù)關(guān)系，也不會記錄在時(shí)間軸中，但您仍然可以對獲得的對象執(zhí)行操作。
方法：有兩種選擇，刻面和棱柱形。刻面是Fusion一直以來采用的原始方法，它采用原有的網(wǎng)格并將其變?yōu)閷?shí)體。棱柱形是一種較新的選項(xiàng)，旨在合并網(wǎng)格的相鄰面，以形成實(shí)體的單個(gè)面。我們建議使用棱柱形方法以獲得更好的結(jié)果，因?yàn)樵搶ο髮⒕哂蠸TEP文件的幾何形狀并且更易于使用。但是，此選項(xiàng)不適用于免費(fèi)的個(gè)人使用版Fusion。
3、如果您的程序無法決定合并哪些面，則可以在“準(zhǔn)備”菜單下，在轉(zhuǎn)換網(wǎng)格之前使用“生成面組”工具。
步驟3：另存為STEP
圖5：保存就像1-2-3一樣簡單（來源：All3DP；模型：thaccactusgirl via Thingiverse）
將文件轉(zhuǎn)換為實(shí)體后，剩下要做的就是將其導(dǎo)出為STEP文件。生成的文件是一個(gè)實(shí)體對象，您可以使用任何參數(shù)化建模軟件中的操作和功能對其進(jìn)行修改。
1、轉(zhuǎn)到左上角的文件菜單并選擇導(dǎo)出。
2、選擇文件名并選擇STEP作為類型。
3、單擊“導(dǎo)出”按鈕。
就這樣！只需記住，導(dǎo)出會將文件保存到您的計(jì)算機(jī)，而使用“另存為”會將其保存在Fusion的云存儲中。
解決方案#2：FreeCAD
圖6：在FreeCAD中將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP文件非?？旖莺唵危▉碓矗篈ll3DP）
將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP文件的免費(fèi)替代方案是FreeCAD，這是一個(gè)可下載的CAD程序。即使您以前從未使用過FreeCAD，您也可以下載它并在幾分鐘內(nèi)開始轉(zhuǎn)換文件。
FreeCAD適用于Windows、Mac和Linux，因此您可以放心使用。截至撰寫本文時(shí)，我們使用的是FreeCAD 0.21.2版本。下載程序后，打開它并按照以下工作流程操作：
1、從最頂部菜單中選擇“文件”，然后選擇“打開”并從計(jì)算機(jī)中選擇您的STL文件。
2、如果默認(rèn)情況下未啟用“組合視圖”面板，請確保該面板可見。要顯示此視圖，請從最頂部的菜單中選擇“視圖”，然后在下拉菜單中選擇“面板”，然后選擇“組合視圖”。組合視圖面板會顯示您的文件名，旁邊有一個(gè)綠色圖標(biāo)。
3、您需要確保在“零件”工作臺中處理文件，與其他工作臺相比，該工作臺的菜單欄是獨(dú)一無二的。要選擇“零件”工作臺，請轉(zhuǎn)到最頂部的菜單并單擊“查看”，然后選擇“工作臺”，然后選擇“零件”。
4、在組合視圖中單擊您的文件名以將其選中。然后，在最頂部的菜單中，選擇“零件”，然后選擇“從網(wǎng)格創(chuàng)建形狀”。請注意，除非您在組合視圖中選擇了零件名稱，否則此選項(xiàng)不會出現(xiàn)在“零件”菜單下。
5、當(dāng)“網(wǎng)格形狀”框彈出時(shí)，只需單擊“確定”即可。
圖7、STL文件轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，然后轉(zhuǎn)換為實(shí)體文件，然后導(dǎo)出為STEP文件（來源：All3DP）
6、現(xiàn)在，在組合視圖框中，原始STL文件下應(yīng)該有一個(gè)名為“filename 001”（或類似名稱）的新網(wǎng)格文件。刪除原始STL文件，因?yàn)槟辉傩枰?，方法是選擇它，右鍵單擊，然后選擇“刪除”。
7、在組合視圖中選擇您的新網(wǎng)格文件（“filename001”）。然后點(diǎn)擊最頂部菜單中的“零件”，并下拉到“轉(zhuǎn)換為實(shí)體”。
8、現(xiàn)在，組合視圖中的“網(wǎng)格”文件下方會有一個(gè)“實(shí)體”文件。現(xiàn)在您可以刪除網(wǎng)格文件。
圖8：確保將文件導(dǎo)出為“帶顏色的STEP”，而不是“另存為”（來源：All3DP）
9、您還沒有完成。現(xiàn)在您需要更改外觀。在組合視圖中選擇您的實(shí)體文件，然后右鍵單擊它。在出現(xiàn)的菜單中，選擇“外觀”。這將在任務(wù)選項(xiàng)卡下的組合視圖中打開一個(gè)新視圖。
10、在外觀視圖中，在“形狀顏色”中選擇一種顏色，最好是明亮的顏色，例如橙色。不要更改此外觀任務(wù)菜單中的任何其他內(nèi)容，然后單擊此菜單框中的“關(guān)閉”按鈕。現(xiàn)在您應(yīng)該返回到組合視圖的常用視圖。
注意：給實(shí)體模型上色并非絕對必要。此步驟通常用于改善轉(zhuǎn)換后的幾何圖形的視覺區(qū)分，因?yàn)?/span>STL文件中的網(wǎng)格模型通常不保留任何顏色或材料屬性。給實(shí)體模型上色有助于區(qū)分實(shí)體和原始網(wǎng)格，這在比較和驗(yàn)證轉(zhuǎn)換后的實(shí)體模型與網(wǎng)格時(shí)尤其有用。在處理裝配體時(shí)也很有用。
11、同樣，在組合視圖中選擇實(shí)體文件后，轉(zhuǎn)到最頂部菜單，然后單擊“文件>導(dǎo)出”。當(dāng)導(dǎo)出文件框彈出時(shí)，命名文件，選擇要保存到的位置，然后在文件類型下拉菜單中選擇“帶顏色的STEP”。將出現(xiàn)STEP彈出框。此處STEP導(dǎo)出的單位應(yīng)默認(rèn)為毫米（僅在適當(dāng)時(shí)更改）。如果尚未選中，請選擇第一個(gè)選項(xiàng)：“在表面的參數(shù)空間中寫出曲線”。方案應(yīng)默認(rèn)為“AP214國際標(biāo)準(zhǔn)”。僅在適當(dāng)時(shí)更改。
12、單擊“確定”。
請注意，FreeCAD沒有像Fusion那樣合并相鄰網(wǎng)格元素的選項(xiàng)，因此此過程類似于使用該程序中的Faceted選項(xiàng)。網(wǎng)格變成實(shí)體，但其表面被細(xì)分。也就是說，您仍然可以對新的實(shí)體執(zhí)行參數(shù)操作。
值得注意的是，選擇“另存為”而不是“導(dǎo)出”會帶來麻煩。在這種情況下，文件只能保存為FreeCAD文檔，這在一定程度上違背了STEP轉(zhuǎn)換的目的，除非您打算繼續(xù)只在FreeCAD中建模。
編譯整理：ALL3DP
