Форматы STEP, STL, IGES, DXF и DWG: чем отличаются и какой отправить в цех

Две группы форматов: точная геометрия и сетка

Все пять форматов из заголовка делятся на три группы. STEP и IGES описывают тело или поверхность математически точно: цилиндр задан осью и радиусом, плоскость — точкой и нормалью. STL приближает ту же поверхность треугольниками, и чем их больше, тем точнее приближение и тяжелее файл. DXF и DWG вообще не про объём: это плоский чертёж из линий, дуг, окружностей и сплайнов.

От группы зависит, что цех сможет сделать с файлом. По точной модели CAM-система строит траекторию фрезы вдоль настоящей окружности, а по сетке — вдоль многоугольника. Программа раскроя листа ждёт плоский контур и не знает, что делать с объёмным телом.

Сводная таблица

STEP: основной формат для объёмных деталей

STEP описан в международном стандарте ISO 10303. Текстовый файл хранит тела, структуру сборки и, в зависимости от протокола, цвета, слои, а также размеры с допусками прямо в модели. Его импортируют все современные CAD- и CAM-системы, от FreeCAD до КОМПАС-3D и Mastercam.

Для изготовления STEP почти всегда лучший выбор. Фрезеровщик построит по нему траектории, токарь снимет нужные диаметры, литейщик спроектирует форму. Единственное, чего в STEP нет, — дерева построения: получатель видит готовое тело, а не эскизы и операции, из которых оно сделано. Поэтому мелкие правки в чужой модели даются тяжелее, чем в своей.

IGES: старый формат, который ещё встречается

IGES появился в США в 1980 году как первый массовый нейтральный формат CAD. Последняя версия, 5.3, вышла в 1996 году, а дальше развитие обмена данными перешло к STEP. IGES до сих пор встречается в архивах, в оснастке и пресс-формах и у программ, которые хорошо работают с поверхностями.

Главная проблема IGES в том, что модель часто приходит набором отдельных поверхностей, а не замкнутым телом. Между поверхностями бывают щели в сотые доли миллиметра. Для просмотра это не важно, но CAM-система или расчёт массы потребует сначала сшить поверхности в тело. Если у отправителя есть выбор, просите STEP.

STL: сетка для 3D-печати

STL придумали в 1987 году для первых стереолитографических принтеров 3D Systems. Файл хранит только треугольники: координаты трёх вершин и нормаль. Двоичный STL весит 84 байта на заголовок и счётчик плюс 50 байт на каждый треугольник, так что модель из миллиона треугольников занимает около 50 МБ.

У STL два серьёзных недостатка для цеха. Первый — в нём нет единиц измерения. Число 25 может означать 25 мм или 25 дюймов, и программа принимающей стороны угадывает. Второй — в нём нет точной геометрии: отверстие стало многоугольником, и восстановить его настоящий диаметр можно только вручную. Поэтому STL хорош для 3D-печати, где принтер всё равно режет модель на слои, и для фрезеровки художественных рельефов, но не для механообработки посадочных мест.

Если у вас есть только STL, а деталь нужно выфрезеровать, прочитайте, как перевести сетку в STEP и почему результат не всегда годится для станка с ЧПУ.

DXF и DWG: плоские чертежи

DXF Autodesk представила в декабре 1982 года вместе с первой версией AutoCAD как открытую текстовую копию своего родного формата DWG. Структура DXF известна, поэтому его читают и пишут почти все программы: CAD-системы, редакторы векторной графики вроде Inkscape, программы раскроя для лазера и плазмы. В LibreCAD и QCAD DXF вообще служит родным форматом.

DWG — закрытый двоичный формат AutoCAD. Его поддерживают nanoCAD, КОМПАС-3D, BricsCAD и другие системы через библиотеки консорциума Open Design Alliance, но программы раскроя на станках часто DWG не принимают. Поэтому в цех отправляют DXF, а DWG оставляют для обмена с проектировщиками.

Присланный заказчиком DXF технологу стоит открыть в AutoCAD или nanoCAD и сверить единицы и размеры с чертежом в PDF до того, как раскладывать его на лист. Что касается 3D PDF, то станку он не помощник: геометрии, пригодной для обработки, в нём нет.

Проверить габарит, слои и число замкнутых контуров можно в онлайн-просмотрщике DXF, он работает в браузере без установки программ.

Требования к DXF для резки — замкнутые контуры, отсутствие дублей, преобразование сплайнов — разобраны в отдельной статье.

Какой файл отправить в цех

Набор файлов зависит от технологии. Ниже — комплект, с которым цех может посчитать стоимость и сразу запустить работу без уточнений.

Для механообработки чертёж в PDF важен не меньше модели. В модели все размеры номинальные, а в чертеже видно, какой размер ответственный, какой допуск на посадочный диаметр и где нужна шероховатость Ra 0,8, а где хватит Ra 6,3. Без чертежа цех либо обработает всё с одной точностью и выставит счёт как за самую точную деталь, либо сделает по своему разумению.

Как назвать и собрать файлы

Мелочи, которые экономят переписку:

• В имени файла указывайте обозначение детали, материал, толщину и количество, например kronshtein-01_AMg6_3mm_20sht.dxf.
• Одна деталь — один файл DXF. Если деталей много, сложите их в архив, а не в один чертёж с рамками и спецификацией.
• Удаляйте из DXF рамку, основную надпись, размеры и осевые линии, если цех не просил оставить их на отдельном слое.
• Для STEP проверьте, что сборка не содержит лишнего: крепёж из библиотек, временные тела и скрытые детали.
• Для листовых деталей уточните у цеха, по какому коэффициенту строить развёртку, или отправьте 3D-модель, чтобы развёртку построил технолог. Прикинуть длину заготовки можно в калькуляторе развёртки при гибке, минимальные радиусы — в таблице радиусов гибки листа.