Surface et volume d’un maillage STL
Fichier STL

Depuis quelques années, de nouvelles technologies, telles que les procédés de fabrication additive (impression 3D) ou les chaînes numériques de CFAO (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur) destinées au domaine de la santé, sont apparues. Toutes ces technologies reposent traditionnellement sur le format de fichier STL pour modéliser les informations géométriques des pièces ou des formes. Cette modélisation numérique accompagnée de son format de fichier a été développée historiquement par la société 3D Systems en 1986. En effet, ce format de fichier 3D ne comporte que le minimum nécessaire à la description du modèle 3D, ce qui le rend compact, et très simple à utiliser. De plus, la facilité à décomposer par calcul le modèle STL de la pièce en un ensemble de couches élémentaires simples, appelées « strates », en fait un format adapté à la stéréolithographie. Ce fichier a connu ces dernières années un regain d’intérêt et une augmentation de son utilisation/manipulation aussi bien par les professionnels et les industriels de la santé que par les particuliers.

Plusieurs interprétations sont couramment associées à l’acronyme STL. Nous pouvons citer STereoLithography ou Surface Tessellation Language ou encore Standard Triangle Language. Quelle que soit la proposition d’acronyme retenue, les données numériques virtuelles associées au modèle numérique sont structurées, organisées et regroupées d’une façon qui lui est propre, au sein d’un fichier et caractérisée par l’extension de fichier donnée aux fichiers informatiques (dans notre cas .stl).

L’extension de fichier STL est basée sur un modèle surfacique polyédrique de l’objet qu’il représente, aussi appelé maillage. Il s’agit donc d’une peau sans épaisseur et sans matière (remplissage) à l’intérieur. Seule l’indication de la direction de la matière est fournie. Il ne comporte également pas de métadonnées (couleur, texture…) ou autres paramètres habituels d'un modèle de conception assistée par ordinateur (matériau, épaisseur, paramètres, entités de conception…), c’est d’ailleurs parmi les principales critiques faites par les développeurs de solutions de fabrication additive (FA).

Le format STL fait partie des formats dits « neutres » offrant ainsi une interopérabilité entre les différents logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) et/ou un format intermédiaire pour la conversion entre deux formats CAO propriétaires (natifs).

Cet article aborde les notions essentielles permettant de comprendre la structuration d’un fichier STL. D’abord, une description des informations importantes liées à son exploitation est apportée. Ensuite, des méthodes de calcul de la surface d’un maillage STL et du volume inclus à l’intérieur sont décrites. Les défauts courants et les critères clés d’évaluation de la qualité d’un maillage STL sont détaillés. Enfin, des alternatives aux inconvénients du format de fichier STL sont proposées.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.