Was ist eine STL-Datei?

STL ist ein Binärformat, das nur einem Programm etwas sagt, das es kennt. Es speichert Formen und Koordinaten statt Bildpunkte und bleibt deshalb in jeder Größe scharf — ein Logo auf Plakatgröße verliert nichts. Eingesetzt wird es für den 3D-Druck.

Die Endung lautet .stl, der volle Name Stereolithography. Beides sagt weniger aus als das, was die Datei halten kann — und davon handelt der Rest dieser Seite.

3D Systems hat es 1987 veröffentlicht.

Einem Format, das so lange lesbar geblieben ist, kann man etwas anvertrauen, das man in zehn Jahren wiederhaben will.

Sie ist vollständig veröffentlicht, das Format lässt sich also aus dem Dokument umsetzen statt durch Nachsehen. Deshalb taucht es in so vielen Programmen auf, und deshalb gehen Dateien von vor zwanzig Jahren heute noch auf. Veröffentlicht heißt allerdings nicht lizenzfrei: Wo ein Format einen Codec einpackt, ist die Patentfrage eine eigene, die der Standard nicht mitbeantwortet.

STL speichert seinen Inhalt exakt. Erneutes Speichern ändert nichts, es lässt sich also beliebig oft öffnen, bearbeiten und wieder ablegen, ohne dass sich Schaden ansammelt — genau das macht es zu einem Arbeitsformat und nicht zu einem Ausgabeformat.

Blender, PrusaSlicer und Cura lesen es, und die meisten Programme derselben Art ebenfalls.

Wenn eine Datei nicht aufgeht, liegt es selten am Format — häufiger daran, dass das Programm älter ist als das Format. Die Umwandlung in etwas Älteres ist der verlässliche Weg daran vorbei, und dafür gibt es den Rest dieser Website.

Kein Browser liest es.

Das ist der häufigste Grund, es umzuwandeln: nicht dass das Format schlecht wäre, sondern dass die Stelle, an der die Datei erscheinen soll, es nicht lesen kann.

STL ist zum Öffnen und Ändern gedacht. Behalte die Datei in diesem Format, solange die Arbeit läuft, und exportiere daraus, wann immer eine fertige Fassung gebraucht wird.

Eine STL-Datei ist eine Liste von Dreiecken. Jedes hat drei Ecken und eine Richtung, die sagt, welche Seite außen liegt. Es gibt keine Farbe, kein Material, keine Textur, keine Maßeinheit und keine Gliederung — ein Modell eines Motorblocks ist genauso ein undifferenzierter Haufen Dreiecke wie ein Modell eines Würfels.

Das Format stammt von 1987 und wurde für die Stereolithografie geschrieben, und das merkt man ihm bis heute an: Eine Maschine, die nur wissen musste, wo das feste Material liegt. Fast vierzig Jahre später ist es immer noch das, was jeder Desktop-3D-Drucker erwartet, weil das immer noch die einzige Frage ist, die ein Slicer stellt.

Eine Kugel im Modellierungsprogramm ist eine mathematische Kugel. Ihre STL ist ein paar tausend flache Dreiecke, die eine Kugel vortäuschen, und wie viele es sind, entscheidet, wer die Datei exportiert hat. Zu wenige, und der Druck zeigt sichtbare Facetten; zu viele, und die Datei wird riesig, während der Slicer träge wird.

Das ist die eine Entscheidung, die sich später nicht rückgängig machen lässt. Eine grobe STL lässt sich nicht zu einer Kurve zurückglätten, weil die Kurve nicht mehr existiert — übrig bleibt nur die Annäherung. Export aus dem Originalmodell mit der Toleranz, die der Druck braucht, und das Original behalten: Die STL ist ein Auslieferungsformat, kein Original.

Ein druckbares Modell muss einen Körper eindeutig beschreiben. Das heißt: jede Kante gehört zu genau zwei Dreiecken, keine Löcher, jede Normale zeigt nach außen. Ein solches Netz gilt als wasserdicht oder manifold, und genau diese Eigenschaft erlaubt dem Slicer zu entscheiden, was innen und was außen ist.

Modelle scheitern daran laufend, meist weil sie fürs Rendern gebaut wurden. Eine Fläche ohne Dicke sieht am Bildschirm perfekt aus und ist unbedruckbar. Zwei sich überlappende Formen, die nie verschmolzen wurden, lassen innere Flächen zurück. Ein Loch im Netz lässt den Slicer raten, und er wird die Datei entweder ablehnen oder etwas ausfüllen, das nicht gemeint war. Reparaturwerkzeuge beheben das meiste automatisch, und es lohnt sich, eines vor dem Drucker laufen zu lassen statt danach.

STL-Zahlen haben keine Dimension. Die Datei sagt 25,4 und sagt nicht, ob das Millimeter oder Zoll sind — ein in Zoll konstruiertes Modell, das in einem millimeterbasierten Slicer geöffnet wird, druckt in einem Fünfundzwanzigstel der beabsichtigten Größe, oder in der anderen Richtung fünfundzwanzigmal zu groß.

Der größte Teil der 3D-Druckwelt geht von Millimetern aus, und die meisten Slicer setzen das voreingestellt. Vor dem Druck lohnt es sich, die vom Slicer angezeigten Maße der Bounding Box gegen die tatsächlich gewünschte Größe des Objekts zu prüfen. Das dauert fünf Sekunden und ist der Unterschied zwischen einem passenden Teil und einer sehr langsamen, sehr teuren Lektion.

Die Spezifikation erlaubt zwei Kodierungen. ASCII schreibt jede Koordinate als lesbaren Text, was die Datei fünf- bis sechsmal so groß macht und sie in einem Editor öffenbar macht. Binär schreibt fünfzig Byte pro Dreieck und ist das, was fast alles produziert und erwartet.

Binär verwenden, außer etwas verlangt ausdrücklich anders. Der einzige echte Vorteil von ASCII ist, dass ein Mensch sie durchsehen kann, was gelegentlich bei der Fehlersuche an einem kaputten Export nützt und nie beim Drucken. Die Umwandlung zwischen beiden ändert an der Geometrie nichts.

STL hat keine. Es gibt inoffizielle Erweiterungen, die Farbe in ungenutzte Bytes stopfen, doch die Unterstützung dafür ist so uneinheitlich, dass man sich nicht darauf verlassen sollte.

Das wird zunehmend wichtig, weil Mehrfarb- und Mehrmaterialdruck alltäglich wird. Braucht ein Druck mehr als eine Farbe, muss die Datei 3MF oder OBJ sein — beide tragen Materialzuweisungen sauber mit. 3MF ist insgesamt die modernere Antwort: eine echte Spezifikation mit Maßeinheiten, Materialien und Druckeinstellungen, und der einzige Grund, warum sie STL noch nicht abgelöst hat, ist Trägheit, nicht mangelnde Qualität.

Die STL geht nicht direkt an den Drucker. Sie geht in einen Slicer, der sie ausrichtet, an Überhängen Stützstrukturen einfügt, wo sonst in die Luft gedruckt würde, und sie in Schichten zerlegt, um G-Code zu erzeugen — die eigentlichen Befehle für die Maschine. Jede Entscheidung, die darüber bestimmt, ob der Druck gelingt, fällt im Slicer, nicht in der Datei.

Deshalb ist das, was in der STL selbst stimmen muss, überschaubar: der richtige Maßstab, ein wasserdichtes Netz, genug Dreiecke, um die Kurven bei der gewählten Druckgröße abzubilden. Alles andere — Füllung, Wandstärke, Temperatur, Stützen — kommt danach, und nichts davon rettet ein Netz mit Löchern.