OBJ in 3MF umwandeln

OBJ ist das Format, das Modellier- und Marktplatz-Pipelines ausgeben, weil es praktisch überall gelesen wird. Für Slicer ist es dagegen nicht das bevorzugte Format. PrusaSlicer, Cura und Bambu Studio importieren zwar alle OBJ, behandeln 3MF aber als das Format, das tatsächlich das enthält, was sie brauchen: eine echte Einheit, getrennte Objekte und ein Container mit Manifest statt einer bloßen Zahlenliste.

Das 3MF Consortium veröffentlichte das Format 2015 gezielt als STL-Nachfolger, und die Probleme, die es löst, sind genau die eines OBJ: keine deklarierte Einheit, keine Verpackung, keine Möglichkeit zu sagen, dass eine Datei drei Teile statt eines Körpers enthält. In deutschen Maker-Communities und FabLabs, die überwiegend mit Prusa- oder Bambu-Druckern arbeiten, ist 3MF inzwischen der übliche Übergabepunkt zwischen Modell und Slicer, während OBJ eher als Austauschformat zwischen Programmen kursiert.

Das ist der Punkt, den man sich zweimal durchlesen sollte. Eine 3MF-Datei deklariert ihre Einheit im model-Element, und die hier geschriebene Datei deklariert immer Millimeter. Die Koordinaten aus dem OBJ werden unverändert übernommen — nichts wird geprüft, nichts skaliert, weil ein OBJ keine Information enthält, die das erlauben würde.

Die Umwandlung macht aus einer unausgesprochenen Annahme also eine feste Aussage. War das OBJ in Millimetern modelliert — die übliche Konvention in CAD- und Druckwerkstätten hierzulande, wo das metrische System selbstverständlich ist —, stimmt die Deklaration und das Modell kommt in der richtigen Größe an. War es in Metern modelliert, wie es Voreinstellungen mancher US-amerikanischer 3D-Programme liefern, kommt ein 100-mm-Teil als 0,1 mm an. War es in Zoll, kommt es 25,4-fach zu klein an. Einmal importieren, ein bekanntes Maß nachmessen, bei Bedarf skalieren. Wer regelmäßig mit derselben Quelle arbeitet, muss diese Prüfung ohnehin nur einmal machen — stimmt die Einheit bei einem Modell dieser Quelle, stimmt sie bei allen anderen ebenso, solange sich die Exporteinstellung dort nicht ändert.

Wer Modelle von US-amerikanischen Marktplätzen oder aus englischsprachigen Tutorials herunterlädt, trifft öfter auf Zoll-basierte Werkstücke, als der Blick auf das Modell vermuten lässt — Zoll bleibt in Teilen der US-amerikanischen Fertigungswelt Alltag, auch wenn das metrische System dort formal längst verbreitet ist. Ein solches OBJ trägt keinerlei Hinweis auf die verwendete Einheit; die 3MF-Deklaration übernimmt trotzdem Millimeter.

Wer selbst in Millimetern denkt und arbeitet, merkt das erst beim ersten Blick auf die Plattform im Slicer: ein Modell, das eigentlich handtellergroß sein sollte, liegt als winziger Punkt in der Ecke. Diese Umwandlung kann das nicht selbst erkennen — sie kann nur ehrlich sagen, was sie tut, damit die Kontrolle nicht ausbleibt.

Ein ZIP-Archiv mit drei Einträgen. [Content_Types].xml ordnet der Endung .model den 3D-Fertigungstyp zu und .rels den Beziehungstyp. _rels/.rels enthält eine Beziehung, die auf das Modell zeigt. Und 3D/3dmodel.model ist das eigentliche XML im 3MF-Kernnamensraum, mit einem Ressourcenbereich für Objekte und einem Bauabschnitt für die Platzierung.

Diese beiden kleinen XML-Dateien sind keine Verzierung. 3MF ist ein OPC-Paket, dieselbe Verpackungskonvention, die auch DOCX und XLSX verwenden, und ein Slicer, dem nur die Modelldatei ohne die Content-Type-Zuordnung gegeben wird, lehnt das Archiv rundweg ab. Das ist der häufigste Grund, warum eine handgebaute 3MF-Datei scheitert.

Der OBJ-Reader beginnt bei jeder o- und jeder g-Zeile eine neue Gruppe. Jede davon wird zu einem eigenen object-Element mit eigener Eckpunkt- und Dreiecksliste, samt passendem Eintrag im Bauabschnitt, der es platziert. Der Slicer zeigt sie als eigenständige Objekte, die sich einzeln auswählen, verschieben, skalieren und mit eigenen Einstellungen versehen lassen.

Das ist ein echter Vorteil gegenüber dem Weg über STL, wo alle Teile zu einer einzigen Dreiecksmasse verschmelzen und das erneute Trennen eine Split-to-Parts-Funktion braucht, die die gewünschten Nähte nicht zuverlässig findet. Hat das OBJ keine o- oder g-Zeilen, entsteht genau ein Objekt — die richtige Antwort für ein Einzelteil-Modell.

Gelesen werden die Namen durchaus: Der OBJ-Reader übernimmt, was nach o oder g steht. Der 3MF-Writer schreibt sie nur nicht — er erzeugt Objekte mit einer ID und keinem Namensattribut. Die Trennung bleibt erhalten, die Beschriftung nicht, und eine fünfteilige Baugruppe erscheint im Slicer als fünf unbenannte Objekte in der Reihenfolge der Datei.

Für einen Druckauftrag ist das meist zu verschmerzen, weil sich die Teile auf der Platte optisch unterscheiden lassen. Wichtig zu wissen ist es, wenn ähnlich aussehende kleine Bauteile später eindeutig identifiziert werden müssen — die Reihenfolge vor dem Konvertieren zu notieren ist einfacher, als sie hinterher von der Platte abzulesen.

Die 3MF-Spezifikation erwartet für ein druckbares Objekt einen geschlossenen, mannigfaltigen Körper. Nichts hier prüft das, und nichts repariert es. Offene Kanten, umgedrehte Dreiecke, Selbstüberschneidungen, innere Wände und Flächen ohne Ausdehnung laufen unverändert in die 3MF-Datei, und der Slicer meldet sie genau dort, wo er sie auch beim OBJ gemeldet hätte.

Was die Umwandlung tut, ist Eckpunkte auf sechs Nachkommastellen zu verschweißen — ein spezifischer, häufiger Fehler ist damit behoben: ein Netz, dessen Dreiecke mit unverbundenen Eckpunkten exportiert wurden, sodass eine geometrisch geschlossene Fläche wie tausende offene Kanten wirkt. Nach dem Verschweißen teilen sich benachbarte Dreiecke tatsächlich einen Eckpunkt, und eine Mannigfaltigkeitsprüfung liefert ein sinnvolles Ergebnis. Alles darüber hinaus gehört in Blender, Meshmixer oder die eigene Reparaturfunktion des Slicers.

3MF kennt nur Dreiecke, OBJ-Flächenzeilen können beliebig viele Ecken haben. Flächen mit mehr als drei Ecken werden vom ersten Eckpunkt aus fächerartig trianguliert — bei einem konvexen Viereck, dem häufigsten Fall bei Unterteilungs- oder CAD-Exporten, genau richtig, bei einer konkaven Fläche kann das überlappende oder umgedrehte Dreiecke erzeugen.

Sculpting- und Retopologie-Exporte bestehen fast vollständig aus Vierecken und sind unproblematisch. Der Fall, auf den man achten sollte, ist ein CAD- oder Architektur-Export mit großen konkaven Flächen — zeigt ein konvertiertes Teil auf der Platte eine seltsame Kerbe, hilft es, in der Ursprungsanwendung vor dem Export zu triangulieren, statt das Ergebnis nachträglich zu korrigieren.

Alle drei öffnen sie direkt. Was ankommt, ist eine reine Modell-3MF: Geometrie, Einheit und getrennte Objekte. Keine Projektdatei — keine Druckeinstellungen, keine Filamentwahl, kein Plattenlayout, kein Vorschaubild, weil das slicerspezifische Erweiterungen sind, die keine konvertierte Netzdatei enthalten sollte.

In der Praxis verhält sich die Datei wie ein importiertes Modell statt wie ein gespeichertes Projekt. Der Slicer wendet das bereits gewählte Profil an, ordnet die Objekte an und speichert bei Bedarf danach seine eigene Projekt-3MF-Datei — deutlich größer und mit den eigenen Erweiterungsnamensräumen des Herstellers.

Druckdienstleister und ältere Slicer sind der Grund, warum STL noch existiert. Geht das Modell an ein Druckzentrum, an einen Resin-Workflow, der auf einem Werkzeug von vor 2018 aufbaut, oder an eine Pipeline, deren Upload-Formular genau eine Endung erlaubt, zu STL konvertieren und das Verschmelzen der Teile in einen Körper hinnehmen.

Überall sonst ist 3MF die bessere Wahl: Die Einheit ist deklariert, Teile bleiben Teile, das Paket ist durch seinen Aufbau bereits geprüft, und die Datei ist ein komprimiertes Archiv statt fünfzig Bytes pro Dreieck. Der Preis dafür ist die oben beschriebene Maßkontrolle, die zehn Sekunden kostet und einen misslungenen Druck erspart.

Statt zu raten, hilft ein einziger fester Bezugspunkt: In der Modellieranwendung eine Kante messen, die eigentlich genau 10 mm oder 100 mm lang sein sollte — ein Sockel, eine Bohrung, ein Rand. Im Slicer dieselbe Kante mit dem eingebauten Messwerkzeug nachmessen. Stimmen beide Werte überein, war die Annahme Millimeter richtig, und das Modell kann so gedruckt werden.

Weichen sie um den Faktor 1000 ab, war die Quelle in Metern modelliert; weicht der Faktor 25,4 ab, war sie in Zoll. In beiden Fällen lässt sich im Slicer über eine einfache Skalierung um genau diesen Faktor korrigieren, statt das OBJ neu zu exportieren. Dieser eine Test vor dem ersten Druckauftrag ist günstiger als ein fehlgeschlagener Druck aus einem falsch skalierten Modell.

Verschweißen und Verpacken laufen vollständig im eigenen Browser; die OBJ-Datei verlässt das Gerät nicht. Für ein Werkstück, das noch nicht zur Veröffentlichung freigegeben ist, oder für ein Modell mit einer eigenen Konstruktionsidee ist das mehr als eine Formalität — der Netzwerk-Tab während der Umwandlung zeigt, dass keine Datei irgendwohin übertragen wird.

Die kostenlose Nutzung erlaubt Dateien bis 100 MB, und bis zu hundert lassen sich in einem Durchgang ablegen. Die Arbeit ist damit durch den eigenen Rechner begrenzt, nicht durch eine Warteschlange auf einem fremden Server.