Guías CAD
STEP, STL y PDF 3D comparados con el mismo modelo (y dónde encaja IGES)
Exportamos el mismo ensamblaje a STL, OBJ, GLB y PDF 3D y lo comparamos con el STEP original: tamaños, triángulos, qué se conserva y cuánto se aleja la malla de la geometría real. Al final, las características generales de IGES.
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En resumen
- Con el mismo ensamblaje de 18 piezas, el STEP ocupó 433 606 bytes, el PDF 3D entre 92 157 y 180 841 bytes según la calidad, y el STL entre 144 684 y 433 884 bytes.
- Solo el STEP conserva la geometría exacta. Las mallas perdieron hasta un 1,9 % de volumen en las piezas redondas con calidad baja y menos del 0,2 % con calidad alta.
- El STL pierde todo lo demás: estructura, nombres, colores y unidades (la ficha de STL de la Biblioteca del Congreso de EE. UU. confirma que no tiene soporte estándar de color). El PDF 3D y el GLB conservan estructura y colores, aunque la geometría sea una malla.
Las comparaciones de formatos CAD suelen quedarse en listas de ventajas. Aquí hacemos lo contrario: tomamos un único modelo, lo exportamos a cada formato y abrimos los archivos para ver qué hay dentro. Los números son de un solo ensamblaje y no se pueden extrapolar sin más a cualquier modelo, pero muestran con claridad qué gana y qué pierde cada formato.
Cómo hicimos la comparación
- Modelo:
as1-oc-214.stp, un ensamblaje público de prueba en STEP AP214. Tiene 5 sólidos distintos (placa, escuadra en L, barra, tornillo y tuerca) que forman 18 piezas en 4 subconjuntos; mide 200 × 150 × 84 mm y tiene 2 colores. Su anatomía está explicada en qué es un archivo STEP. - Exportación: con el convertidor de StepPDF 3D, que lee el STEP con OpenCascade y genera la malla con tres calidades de teselado: Baja, Media y Alta. Desde la misma pantalla se descargan el PDF 3D, el STL, el OBJ y el GLB.
- Análisis: contamos triángulos, objetos, nodos y materiales de cada archivo con scripts propios, y calculamos el volumen de cada pieza de la malla para compararlo con el volumen que declara el propio STEP.
- Entorno: navegador Chromium automatizado en un servidor (Xeon a 2,8 GHz, unos 8 GB de RAM, gráficos por software). Los tiempos medidos solo valen para ese equipo.
IGES no forma parte de la prueba experimental: la herramienta no exporta a IGES y no disponemos de una exportación de este modelo hecha con un programa CAD. Sus características generales se resumen en la sección dedicada a IGES, separadas de los resultados medidos.
Qué conservó cada archivo en la prueba
Las mallas de esta tabla son las de calidad media; el STEP es el archivo original. La última columna describe lo que encontramos al abrir cada archivo generado, no las posibilidades generales del formato.
| Formato | Geometría | Ensamblaje | Nombres | Colores | Unidades | Encontrado en el archivo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| STEP AP214 | Exacta (B-Rep) | Sí | Sí | Sí | Sí | 9 productos, 13 relaciones de ensamblaje, 5 sólidos, 2 colores, milímetros |
| PDF 3D (PRC) | Malla | Sí | Sí | Sí | En la portada | Árbol de 18 piezas, 7 vistas con nombre |
| GLB (glTF) | Malla | Sí | Sí | Sí | Metros por convención de glTF (lo fija la especificación glTF 2.0) | 26 nodos, 18 mallas, 18 materiales; el nodo raíz aplica una escala 0,001 para pasar de mm a metros |
| OBJ | Malla | No | Sí | No | No declaradas | 18 objetos con nombre, sin archivo de materiales |
| STL binario | Malla | No | No | No | No declaradas | Una sola malla; cabecera de 80 bytes vacía |
Dos observaciones del análisis. Primero, el STL no tiene forma de decir en qué unidad están las coordenadas: en este caso son milímetros porque así venía el STEP, pero quien reciba el archivo lo tiene que suponer. Segundo, el OBJ conserva los nombres de las piezas (nut, bolt, rod…) pero no cómo se agrupan, así que las 18 piezas llegan como una lista plana.
Tamaño de archivo con cada calidad
El STEP siempre ocupa lo mismo, porque es la geometría exacta. Las mallas dependen de la calidad de teselado elegida:
| Calidad | Triángulos | PDF 3D | STL | OBJ | GLB |
|---|---|---|---|---|---|
| Baja | 2892 | 92 157 bytes | 144 684 bytes | 329 403 bytes | 124 120 bytes |
| Media | 5040 | 122 551 bytes | 252 084 bytes | 579 011 bytes | 201 488 bytes |
| Alta | 8676 | 180 841 bytes | 433 884 bytes | 1 009 154 bytes | 332 428 bytes |
STEP original: 433 606 bytes en todos los casos. En el mismo equipo, los tamaños se repiten exactamente al volver a exportar; el PDF puede variar en torno a 1 KB según el idioma de la portada y la imagen previa que genera cada navegador.
- El STL binario es predecible: 84 bytes de cabecera más 50 bytes por triángulo. Con 8676 triángulos, el STL de calidad alta (433 884 bytes) ya ocupa prácticamente lo mismo que el STEP exacto.
- El OBJ es el más pesado porque es texto y guarda una normal por vértice: con calidad alta supera el megabyte, más del doble que el STEP.
- El PDF 3D fue el más ligero en las tres calidades, a pesar de incluir la portada, una página de estructura y una imagen previa (unos 51 KB fijos). El formato PRC guarda la malla de forma más compacta que STL, OBJ o GLB en este modelo.
Precisión: cuánto se aleja la malla de la pieza real
El STEP de ejemplo guarda el volumen exacto de cada pieza como propiedad de validación. Calculamos el volumen de la misma pieza en la malla exportada y lo comparamos:
| Pieza | Volumen en el STEP | Malla baja | Malla media | Malla alta |
|---|---|---|---|---|
| Barra (rod) Ø10 × 200 mm | 15 708,37 mm³ | −1,56 % | −0,52 % | −0,16 % |
| Tornillo (bolt) | 3200,72 mm³ | −1,88 % | −0,52 % | −0,17 % |
| Tuerca (nut) | 664,37 mm³ | +0,68 % | +0,19 % | +0,06 % |
| Escuadra (l-bracket) | 96 858,57 mm³ | +0,050 % | +0,016 % | +0,005 % |
| Placa (plate) | 530 574,97 mm³ | +0,034 % | +0,009 % | +0,003 % |
El patrón tiene una explicación geométrica sencilla. La malla coloca sus vértices sobre la superficie real y los une con caras planas, así que un contorno redondo se convierte en un polígono inscrito. En una pieza maciza y redonda, como la barra o el tornillo, el polígono queda por dentro y la malla pierde volumen. En una pieza con agujeros, como la tuerca, la escuadra o la placa, el agujero de la malla es algo más pequeño que el real y la pieza gana volumen. Las piezas grandes y planas casi no cambian, porque sus caras planas se representan sin error.
Círculo real Ø10 mm (discontinuo) y contorno de la malla exportada (continuo)
En la barra de Ø10 mm, el contorno pasa de 20 puntos con calidad baja a 60 con calidad alta, y la separación máxima entre la malla y el círculo real baja de unas 0,097 mm a unas 0,009 mm. Para ver o revisar un diseño, cualquiera de las tres calidades es suficiente; para fabricar, inspeccionar o calcular volúmenes con precisión, el dato correcto es el del STEP.
IGES: características generales (no incluido en la prueba)
IGES (Initial Graphics Exchange Specification) es un formato neutro anterior a STEP, muy usado durante décadas para intercambiar curvas y superficies entre sistemas CAD (véase la ficha de IGES de The National Archives). Estas son sus características generales; no proceden de una medición con el modelo de ejemplo:
- Geometría: puede guardar geometría exacta (curvas y superficies matemáticas, incluidas NURBS), no una malla.
- Sólidos: la norma contempla sólidos B-Rep, pero muchas exportaciones escriben el modelo como superficies recortadas sueltas. Al importarlo a veces hay que «coser» esas superficies para recuperar un sólido cerrado.
- Ensamblajes: su manejo de la estructura de producto es más limitado que el de STEP; es habitual que un ensamblaje llegue aplanado.
- Uso actual: sigue siendo útil con sistemas antiguos o que no leen STEP y en algunos flujos de modelado de superficies.
El visor de StepPDF 3D puede abrir archivos IGES, pero en este artículo no medimos tamaños ni resultados de IGES. Si el destinatario lee STEP, la recomendación general es enviar STEP.
Qué formato usar en cada caso
| Necesidad | Formato recomendado | Por qué |
|---|---|---|
| Fabricar, mecanizar, cotizar con precisión | STEP (+ plano 2D) | Única opción con geometría exacta, estructura y unidades |
| Sistema que no lee STEP | IGES | Formato neutro antiguo, muy extendido (no medido en esta prueba) |
| Revisión por personas sin CAD | PDF 3D | Ligero, con árbol, nombres, colores y vistas; necesita un lector compatible con 3D |
| Impresión 3D | STL (o 3MF) | Es lo que esperan los programas de laminado; revisa las unidades al importarlo |
| Web, presentaciones, realidad aumentada | GLB | Conserva estructura y materiales y se carga directamente en navegadores y motores gráficos |
| Render o edición de malla | OBJ | Lo abre casi cualquier programa 3D, aunque pierde la estructura y los colores en esta exportación |
En la práctica, muchas veces no hay que elegir uno solo: el STEP va al taller, el PDF 3D al cliente y el STL a la impresora. Lo importante es saber qué se pierde en cada conversión y conservar siempre el STEP original como referencia. Si vas a enviar el modelo a alguien sin CAD, en cómo compartir un modelo CAD 3D sin software CAD comparamos las formas de hacerlo.
Preguntas frecuentes
¿Qué formato es más preciso, STEP o STL?
STEP, cuando contiene geometría B-Rep: guarda las superficies matemáticas. STL solo guarda triángulos que aproximan la forma; la precisión depende de cuántos triángulos se usaron al exportar.
¿Puedo convertir un STL en STEP para fabricar?
Se puede crear un STEP que contenga los triángulos, pero no recupera las superficies originales: un cilindro seguirá siendo un prisma de muchas caras. Para fabricar, pide el STEP original.
¿Por qué el STL no guarda unidades?
El formato STL solo guarda coordenadas de triángulos, sin indicar si son milímetros o pulgadas. Quien lo abre tiene que saber o suponer la unidad; por eso es frecuente que una pieza impresa salga 25,4 veces más grande o más pequeña.
¿IGES sigue siendo útil?
Se sigue usando para intercambiar superficies con sistemas antiguos o que no leen STEP. Para trabajos nuevos, STEP suele ser la opción preferida porque también transmite sólidos, estructura de ensamblaje y, en AP242, anotaciones de fabricación.