Was ist eine .stl-Datei? Ohne Einheiten, und wie du sie am Mac öffnest

Nichts als Dreiecke

STL kennt keinen Zylinder, keine Bohrung und keine Verrundung. Es baut jede Fläche aus ebenen Dreiecken auf und speichert für jedes drei Eckpunkte und eine Normale – die Richtung, in die das Dreieck nach außen zeigt. So beginnt ein Würfel mit der Kantenlänge 20 in Textform:

solid cube
  facet normal 0 0 -1
    outer loop
      vertex 0 0 0
      vertex 0 20 0
      vertex 20 20 0
    endloop
  endfacet

Zwei Dinge fallen sofort auf. Die Zahl 20 hat keine Einheit: Es könnten 20 Millimeter, Zoll oder Meter sein. Und jedes Dreieck schreibt seine Eckpunkte erneut aus, auch die, die es mit seinen Nachbarn teilt. Ein Programm, das die Datei liest, muss das Netz selbst zusammennähen.

Eine runde Form braucht deshalb viele Dreiecke. Je mehr es sind, desto glatter das Modell – und desto größer die Datei.

Text oder binär

Hinter einer Endung verbergen sich zwei Kodierungen. Text (ASCII) ist das, was du oben siehst. Binär hat einen Header von 80 Byte, die Anzahl der Dreiecke und dann 50 Byte für jedes Dreieck. Ein binäres STL ist also genau 84 + 50 × Anzahl der Dreiecke groß.

Derselbe Würfel mit 12 Dreiecken hat als Text 1.478 Byte und binär 684 Byte – das sind 84 + 12 × 50. Bei großen Modellen merkt man es: Eine Million Dreiecke sind binär etwa 50 MB und als Text weit mehr.

Exportiere binär, außer du musst die Datei in einem Texteditor lesen. Ein Text-STL beginnt mit dem Wort solid – aber Vorsicht, ein binärer Header kann mit demselben Wort beginnen. Der zuverlässige Test ist die Größe: Eine binäre Datei entspricht genau der Formel oben.

Warum dein Modell 25,4-mal zu klein ist (oder um den Faktor 10 daneben)

Die STL-Spezifikation sagt, die Koordinaten seien in beliebigen Einheiten. Slicer lesen sie meist als Millimeter. Ein in Zoll konstruiertes Modell kommt also 25,4-mal zu klein an, eines in Zentimetern 10-mal zu klein. Danach wird in den Foren von Prusa, Autodesk Fusion, Rhino und Bambu Lab immer wieder gefragt.

Prüf die Abmessungen, bevor du slicest. Misst eine Box, die 100 mm haben sollte, 3,9, war sie in Zoll: Skaliere sie im Slicer auf 2.540 %. Ganz vermeiden lässt sich das, wenn du in Millimetern exportierst oder 3MF verwendest, das die Einheit festhält.

Farbe: zwei Erweiterungen, die sich nicht vertragen

Der STL-Standard kennt keine Farbe, und Text-STL kann keine speichern. Manche Programme legen sie trotzdem in den ungenutzten Bytes der binären Kodierung ab, auf zwei verschiedene Arten. VisCAM und SolidView geben jedem Dreieck eine Farbe; Materialise Magics ergänzt eine Farbe im Header und liest dasselbe Bit pro Dreieck genau umgekehrt. Ein Programm, das die Datei liest, kann nicht erkennen, welche Konvention sie verwendet, und so kommen die Farben falsch heraus.

Preview3D liest keine Farbe aus STL und zeigt das Modell in einer neutralen Farbe. Brauchst du ein farbiges Modell, nimm 3MF.

Netzfehler

Weil jedes Dreieck seine eigenen Eckpunkte trägt, sorgt nichts dafür, dass Nachbarn wirklich aneinanderstoßen. Exportierte STLs haben oft Löcher, umgedrehte Dreiecke oder Kanten, die sich mehr als zwei Flächen teilen (nicht-mannigfaltig), und der Slicer beschwert sich dann oder repariert sie. Die Library of Congress verweist auf Studien von 1997 und 2003, die das schon dokumentiert haben.

Woher STL kommt

Chuck Hull war 1986 Mitgründer von 3D Systems, um sein Patent auf die Stereolithografie zu vermarkten, und STL entstand, um CAD-Daten in deren Maschinen zu bringen. Laut Library of Congress wurde es zuerst 1988 dokumentiert; die Spezifikation vom Oktober 1989 ist die letzte veröffentlichte. Paul Bourke und Wikipedia schreiben die Entwicklung der Albert Consulting Group zu.

Die ursprüngliche Spezifikation hatte einige seltsame Regeln. Das ganze Modell musste in positiven Koordinaten liegen, nichts unter null, und sie empfahl, die Dreiecke nach Höhe zu sortieren, damit das Slicen schneller geht. Niemand entwickelt das Format mehr weiter, und niemand ist mehr dafür zuständig. Die Dokumentation von Autodesk Meshmixer nannte es, wie die Library of Congress zitiert, „das schlechteste Mesh-Format aller Zeiten“. Trotzdem ist es bis heute das verbreitetste Format für den 3D-Druck.

STL, 3MF oder STEP?

STL reicht für ein fertiges Teil, das in den Druck geht. 3MF ist die bessere Wahl, wenn Einheiten, Farben oder ein ganzes Slicer-Projekt wichtig sind. Schick STEP, wann immer die Gegenseite das Teil vielleicht ändern oder fertigen will, denn exakte Flächen lassen sich aus STL nicht zurückgewinnen.

So öffnest du STL auf Mac, iPad und iPhone

STL ist eines der wenigen 3D-Formate, die macOS von sich aus kennt. Unter macOS 27 (geprüft mit 27.0.1) öffnet Vorschau es, und die Leertaste (Quick Look) und die Miniaturen im Finder zeigen es. Bei älteren Versionen gehen die Erfahrungen auseinander; im Autodesk-Forum beklagten sich Leute, dass Vorschau unter OS X kein binäres STL öffnete.

Für einen schnellen Blick reicht das. Preview3D ergänzt, was Vorschau nicht kann:

• in der Modellinfo die Abmessungen und die Zahl der Dreiecke, damit du einen Einheitenfehler bemerkst, bevor die Datei in den Slicer geht,
• eine Netzprüfung: Löcher, umgedrehte Dreiecke, Kanten, die sich mehr als zwei Flächen teilen, und getrennte Teile,
• drei Ansichten – Flächen, Flächen mit Kanten und Drahtgitter – und bei STL hervorgehobene Knickkanten, die das Modell lesbar halten,
• einen Explosion-Regler für ein Modell aus mehreren getrennten Körpern,
• auf dem Mac die Umwandlung von STL in OBJ oder PLY,
• iPad, iPhone und Apple Vision Pro. Auf iPad und iPhone stellt AR das Modell in seiner echten Größe auf deinen Tisch. Preview3D liest STL als Millimeter, ein in Zoll konstruiertes Modell erscheint also auch dort 25,4-mal zu klein, und du bemerkst den Einheitenfehler, bevor du druckst.

Preview3D erkennt binäres STL an der Größe, nicht an den ersten Bytes, deshalb täuschen es Dateien nicht, deren Header mit solid beginnt.

Über Knickkanten und die drei Ansichten habe ich Flächen, mit Kanten oder Drahtgitter: drei Blicke auf ein Modell geschrieben.

Häufige Fragen

In welchen Einheiten ist ein STL?

In keinen. Die Koordinaten sind nur Zahlen, und Slicer lesen sie meist als Millimeter.

Warum ist mein Modell nach dem Import winzig?

Höchstwahrscheinlich wurde es in Zoll konstruiert. Skaliere es im Slicer auf 2.540 % oder exportiere es noch einmal in Millimetern.

Soll ich STL als ASCII oder binär exportieren?

Binär. Es ist viel kleiner.

Kann ein STL Farbe enthalten?

Nach dem Standard nicht. Manche Programme speichern Farbe in der binären Kodierung, aber auf zwei untereinander unverträgliche Arten. Für Farbe nimm 3MF.

Lässt sich STL in STEP umwandeln?

Formal ja, aber die Dreiecke bleiben Dreiecke. Exakte Zylinder und Bohrungen kommen aus STL nicht zurück.

Öffnet ein Mac STL ohne weitere App?

Unter macOS 27 ja: Vorschau öffnet es, und Quick Look zeigt es. Laut der Anleitung von Apple kann Vorschau ein 3D-Modell allerdings nur als USD oder USDZ sichern, nicht in einem anderen Format für den Druck.

Verwandte Seiten

• Die .3mf-Datei – ein Netz mit Einheiten und Farben
• Die .step- und .stp-Datei – exakte Geometrie aus dem CAD

Quellen

• Library of Congress: STL, binäres STL und ASCII-STL – Geschichte, Farberweiterungen, Netzfehler
• Marshall Burns: STL Format – ein Nachdruck der Spezifikation von 1989, Einheiten, positive Koordinaten
• Paul Bourke: STL format – binäre Kodierung
• IANA: model/stl
• Apple: Model I/O und STL
• Apple: Eine 3D-Datei in Vorschau exportieren
• Prusa-Forum: STL nach dem Import in PrusaSlicer zu klein
• Autodesk-Forum: STL in der Vorschau von OS X

Bist du auf ein STL gestoßen, das in falscher Größe aufging oder das der Slicer wegen Netzfehlern abgelehnt hat? Schreib mir an apps@xfanta.com, aus welchem Programm es kam, und ich ergänze es hier.