如何將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP？

魔猴君  知識堂   54天前

STL文件是3D對象的標準格式，尤其是3D打印。其名稱代表“立體光刻”，有時也稱為“標準鑲嵌語言”和“標準三角剖分語言”。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)交換標準”，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CAD程序傳輸?shù)搅硪粋€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)計的，因此通常更容易編輯。因此，有時將保存為STL的3D模型轉(zhuǎn)換為STEP文件會很有幫助。在本文中，我們將介紹兩個可用于將STL轉(zhuǎn)換為STEP的程序。

圖1：對于許多應用來說，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下載的自動機玩具的機制，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圖像進行比較。STL文件可以與光柵文件（如JPG）進行比較，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)格進行修改以使其成為實體。此過程將在以下部分中解釋，幸運的是，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間軸中。

要遵循第一種方法，您需要進入設(shè)計工作區(qū)，這是打開Fusion時的默認工作區(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。

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)換為實體

圖4：接下來，將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為實體（來源：All3DP；模型：thaccactusgirl via Thingiverse）

1、要將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為實體，仍然在設(shè)計工作區(qū)中，轉(zhuǎn)到“網(wǎng)格”選項卡（粉紅色），然后打開“修改”菜單以獲取完整的選項集。

2、選擇“轉(zhuǎn)換網(wǎng)格”。這會打開另一個菜單，你需要在其中選擇一些選項。

主體：您可以在瀏覽器中或直接在視口中選擇主體。

操作：有兩個選項，參數(shù)和基本特征。參數(shù)在時間軸中記錄操作，并允許您直接更改轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的現(xiàn)有關(guān)系?；咎卣鞑挥涗泤?shù)關(guān)系，也不會記錄在時間軸中，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?？堂媸?/span>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)閷嶓w。棱柱形是一種較新的選項，旨在合并網(wǎng)格的相鄰面，以形成實體的單個面。我們建議使用棱柱形方法以獲得更好的結(jié)果，因為該對象將具有STEP文件的幾何形狀并且更易于使用。但是，此選項不適用于免費的個人使用版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)換為實體后，剩下要做的就是將其導出為STEP文件。生成的文件是一個實體對象，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行修改。

1、轉(zhuǎn)到左上角的文件菜單并選擇導出。

2、選擇文件名并選擇STEP作為類型。

3、單擊“導出”按鈕。

就這樣！只需記住，導出會將文件保存到您的計算機，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文件非常快捷簡單（來源：All3DP）

將STL文件轉(zhuǎn)換為STEP文件的免費替代方案是FreeCAD，這是一個可下載的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，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”并從計算機中選擇您的STL文件。

2、如果默認情況下未啟用“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，旁邊有一個綠色圖標。

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，否則此選項不會出現(xiàn)在“零件”菜單下。

5、當“網(wǎng)格形狀”框彈出時，只需單擊“確定”即可。

圖7、STL文件轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，然后轉(zhuǎn)換為實體文件，然后導出為STEP文件（來源：All3DP）

6、現(xiàn)在，在組合視圖框中，原始STL文件下應該有一個名為“filename 001”（或類似名稱）的新網(wǎng)格文件。刪除原始STL文件，因為您不再需要它，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”）。然后點擊最頂部菜單中的“零件”，并下拉到“轉(zhuǎn)換為實體”。

8、現(xiàn)在，組合視圖中的“網(wǎng)格”文件下方會有一個“實體”文件。現(xiàn)在您可以刪除網(wǎng)格文件。

圖8：確保將文件導出為“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)選項卡下的組合視圖中打開一個新視圖。

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?，F(xiàn)在您應該返回到組合視圖的常用視圖。

注意：給實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，因為STL文件中的網(wǎng)格模型通常不保留任何顏色或材料屬性。給實體模型上色有助于區(qū)分實體和原始網(wǎng)格，這在比較和驗證轉(zhuǎn)換后的實體模型與網(wǎng)格時尤其有用。在處理裝配體時也很有用。

11、同樣，在組合視圖中選擇實體文件后，轉(zhuǎn)到最頂部菜單，然后單擊“文件>導出”。當導出文件框彈出時，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導出的單位應默認為毫米（僅在適當時更改）。如果尚未選中，請選擇第一個選項：“在表面的參數(shù)空間中寫出曲線”。方案應默認為“AP214國際標準”。僅在適當時更改。

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，因此此過程類似于使用該程序中的Faceted選項。網(wǎng)格變成實體，但其表面被細分。也就是說，您仍然可以對新的實體執(zhí)行參數(shù)操作。

值得注意的是，選擇“另存為”而不是“導出”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