Standard specification for additive manufacturing file format (AMF) Version 1.1

ISO/ASTM 52915:2013 describes a framework for an interchange format to address the current and future needs of additive manufacturing technology. For the last three decades, the STL file format has been the industry standard for transferring information between design programs and additive manufacturing equipment. An STL file contains information only about a surface mesh and has no provisions for representing color, texture, material, substructure, and other properties of the fabricated target object. As additive manufacturing technology is quickly evolving from producing primarily single-material, homogenous shapes to producing multimaterial geometries in full colour with functionally graded materials and microstructures, there is a growing need for a standard interchange file format that can support these features.

Spécification normalisée pour le format de fichier pour la fabrication additive (AMF) Version 1.1

L'ISO/ASTM 52915:2013 décrit un cadre pour un format d'échange dans le but de traiter les besoins actuels et futurs de la technologie de fabrication additive. Au cours des trois dernières décennies, le format de fichier STL a constitué, au sein de la profession, la norme pour les échanges d'informations entre les programmes de conception et les équipements de fabrication additive. Un fichier STL contient uniquement des informations concernant le maillage des surfaces; il ne contient aucune disposition concernant la représentation de la couleur, de l'état de surface, de la matière, de la structure interne et d'autres propriétés de l'objet cible fabriqué. Compte tenu de l'évolution rapide de la technologie de fabrication additive qui est passée de la production de formes homogènes constituées d'un seul matériau à la production de géométries multi-matériaux en pleines couleurs avec des matériaux comportant des nuances fonctionnelles et des microstructures, on observe un besoin croissant de disposer d'un format de fichier d'échange normalisé capable de permettre l'utilisation de ces caractéristiques.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
16-May-2013
Withdrawal Date
16-May-2013
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
12-Feb-2016
Completion Date
12-Feb-2016
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO/ASTM
STANDARD 52915
First edition
2013-0-1
Standard specification for additive
manufacturing file format (AMF)
Version 1.1
Spécification normalisée pour le format de fichier pour la
fabrication additive (AMF) Version 1.1
Reference number
ISO/ASTM 52915:2013(E)
© ISO/ASTM International 2013
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ISO/ASTM 52915:2013(E)
© ISO/ASTM International 2013

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or

mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s member body in the

country of the requester. In the United States, such requests should be sent to ASTM International.

ISO copyright office ASTM International,100 Barr Harbor Drive, PO Box C700,
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Web www.iso.org Web www.astm.org
Published in Switzerland
ii © ISO/ASTM International 2013 – All rights reserved
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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Contents Page

1 Scope .............................................................................................................................................. 1

2 Terminology.......................................................................................................................................... 1

3 Key Considerations.............................................................................................................................. 1

4 Structure of This Specification............................................................................................................. 2

5 General Structure................................................................................................................................. 2

6 Geometry Specification........................................................................................................................ 3

7 Material Specification........................................................................................................................... 4

8 Color Specification............................................................................................................................... 4

9 Texture Specification............................................................................................................................ 6

10 Print Constellations............................................................................................................................ 6

11 Metadata............................................................................................................................................. 6

12 Compression and Distribution............................................................................................................ 6

13 Tolerances, Surface Roughness, and Additional Information............................................................ 7

14 Keywords............................................................................................................................................ 7

Annexes.................................................................................................................................................... 7

Figure 1 Basic AMF File Containing Only a List of Vertices and Triangles—This Structure Is

Compatible with the STL Standard.......................................................................................... 3

Figure 2 (a) Default (Flat) Triangle Patch, (b) Triangle Curved Using Vertex Normals, (c)

Triangle Curved Using Edge Tangents, (d) Subdivision of a Curved Triangle Patch

into Four Curved Subpatches, and (e) AMF File Containing Curved Geometry.................... 4

Figure 3 Homogenous and Composite Materials .................................................................................. 5

Figure 4 Color Specification................................................................................................................... 5

Figure 5 Print Constellations.................................................................................................................. 6

Figure 6 Metadata.................................................................................................................................. 6

Figure A3.1 Interpolating a Curved Triangle Edge............................................................................... 11

Figure A4.1 Sample C++ Implementation Code for Pseudo-Random Spatial Map (PRSM)

Function............................................................................................................................ 12

Table A1.1 AMF Elements..................................................................................................................... 8

Table A2.1 Mathematical Operations and Functions.......................................................................... 10

Table X1.1 File Size............................................................................................................................. 13

Table X1.2 Write Time (Seconds)........................................................................................................ 13

Table X1.3 Read and Parse Time (Seconds)...................................................................................... 13

Table X1.4 Accuracy (Error Calculated on Unit Sphere)..................................................................... 14

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Foreword

ISO(theInternationalOrganizationforStandardization)isaworldwidefederationofnationalstandardsbodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described

in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of

ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the

ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. Neither ISO nor ASTM International shall be held responsible for identifying any or all such patent

rights.DetailsofanypatentrightsidentifiedduringthedevelopmentofthedocumentwillbeintheIntroduction

and/or on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents.

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

ISO/ASTM 52915 was prepared by ASTM International (as ASTM F2915) and was adopted, under a special

“fast-track procedure”, by Technical Committee ISO/TC 261, Additive manufacturing, in parallel with its

approval by the ISO member bodies. This has been done under a Partner Standards Development

Organization (PSDO) Cooperation Agreement between ISO/TC 261, Additive manufacturing, and ASTM

International Committee F42, Additive Manufacturing Technologies. ASTM F2915 was developed by ASTM

Subcommittee F42.04, Design.
This first edition of ISO/ASTM 52915 cancels and replaces ASTM F2915-12.
iv © ISO/ASTM International 2013 – All rights reserved
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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Standard Specification for
Additive Manufacturing File Format (AMF) Version 1.1

This standard is issued under the fixed designation ISO/ASTM 52915; the number immediately following the designation indicates the

year of original adoption or, in the case of revision, the year of last revision.

1. Scope 2.1.1 This section provides definitions of terms specific to
thisstandard—thesetermsalsoincludethecommontermsseen
1.1 This specification describes a framework for an inter-
in many documents related to extensible markup language
change format to address the current and future needs of
(XML) and additive manufacturing. See also Annex A1 for
additive manufacturing technology. For the last three decades,
definitions of additional terms specific to this specification.
the STL file format has been the industry standard for trans-
2.1.2 attribute, n—characteristicofdata,representingoneor
ferring information between design programs and additive
more aspects, descriptors, or elements of the data.
manufacturing equipment. An STL file contains information
2.1.2.1 Discussion—In object-oriented systems, attributes
only about a surface mesh and has no provisions for represent-
are characteristics of objects. In XML, attributes are charac-
ing color, texture, material, substructure, and other properties
teristics of elements.
of the fabricated target object. As additive manufacturing
2.1.3 comments, n—all text comments associated with any
technology is quickly evolving from producing primarily
data within the additive manufacturing file (AMF) not contain-
single-material, homogenous shapes to producing multimate-
ing core relevant, technical, or administrative data and not
rial geometries in full color with functionally graded materials
containing pointers to references external to the AMF.
and microstructures, there is a growing need for a standard
interchange file format that can support these features.
2.1.4 domain-specific applications, n—additional, optional
sets of AMF data elements specific to such areas as novel
1.2 The additive manufacturing file (AMF) may be
additive manufacturing processes, enterprise workflow, and
prepared, displayed, and transmitted on paper or electronically,
supply chain management.
provided the information required by this specification is
2.1.4.1 Discussion—Data sets for optional AMF domain-
included. When prepared in a structured electronic format,
specific applications will be developed and balloted separately
strict adherence to an extensible markup language (XML)(1)
from this specification.
schema is required to support standards-compliant interoper-
ability. The adjunct to this specification contains a W3C XML
2.1.5 extensible markup language, XML, n—standard from
schema and Annex A1 contains an implementation guide for
the WorldWideWeb Consortium (W3C) that provides for
such representation.
tagging of information content within documents offering a
means for representation of content in a format that is both
1.3 This standard does not purport to address all of the
human and machine readable.
safety concerns, if any, associated with its use. It is the
2.1.5.1 Discussion—Through the use of customizable style
responsibility of the user of this standard to establish appro-
sheets and schemas, information can be represented in a
priate safety and health practices and determine the applica-
uniform way, allowing for interchange of both content (data)
bility of regulatory limitations prior to use.
and format (metadata).
1.4 This standard also does not purport to address any
copyright and intellectual property concerns, if any, associated
2.1.6 STL (file format), n—file format native to the stereo-
with its use. It is the responsibility of the user of this standard
lithography computer-aided drafting (CAD) software that is
to meet any intellectual property regulations on the use of
supported by many software packages; it is widely used for
information encoded in this file format.
rapid prototyping and computer-aided manufacturing.
2.1.6.1 Discussion—STL files describe only the surface
2. Terminology
geometry of a three-dimensional object as a tessellation of

2.1 Definitions of Terms Specific to This Standard: triangles without any representation of color, texture, or other

common CAD model attributes.The STLformat specifies both
the American Standard Code for Information Interchange
This specification is under the jurisdiction of ASTM Committee F42 on
(ASCII) and binary representations.
Additive Manufacturing Technologies and is the direct responsibility of Subcom-
mittee F42.04 on Design, and is also under the jurisdiction of ISO/TC 261.

Current edition approved March 26, 2013. Published May 2013. Originally 3. Key Considerations

published as ASTM F2915-11. Last previous edition ASTM F2915-12.
2 3.1 There is a natural a tradeoff between the generality of a

The boldface numbers in parentheses refer to the list of references at the end of

this standard. file format and its usefulness for a specific purpose. Thus,
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ISO/ASTM 52915:2013(E)

features designed to meet the needs of one community may added without needing to update old versions of the parser,

hinder the usefulness of a file format for other uses. To be such as in legacy software.

successful across the field of additive manufacturing, this file
4.3 Precision—This file format is agnostic as to the preci-
format is designed to address the following concerns:
sion of the representation of numeric values. It is the respon-
3.1.1 Technology Independence—The file format shall de-
sibility of the generating program to write as many or as few
scribe an object in a general way such that any machine can
digits as are necessary for proper representation of the target
build it to the best of its ability. It is resolution and layer-
object. However, a parsing program should read and process
thickness independent and does not contain information spe-
real numbers in double precision (64 bit).
cific to any one manufacturing process or technique. This does
4.4 Future Amendments and Additions— Additional XML
not negate the inclusion of properties that only certain ad-
elements can be added provisionally to any AMF file for any
vanced machines support (for example, color, multiple
purposebutwillnotbeconsideredpartofthisspecification.An
materials, and so forth), but these are defined in such a way as
unofficialAMF element can be ignored by any reader and does
to avoid exclusivity.
not need to be stored or reproduced on output. An element
3.1.2 Simplicity—TheAMF file format is easy to implement
becomes official only when it is formally accepted into this
and understand. The format can be read and debugged in a
specification.
simple ASCII text viewer to encourage understanding and
adoption. No identical information is stored in multiple places.
5. General Structure
3.1.3 Scalability—The file format scales well with increase
5.1 The AMF file begins with the XML declaration line
in part complexity and size and with the improving resolution
specifying the XML version and encoding, for example:
and accuracy of manufacturing equipment.This includes being
able to handle large arrays of identical objects, complex

repeated internal features (for example, meshes), smooth
5.2 Blank lines and standard XML comments can be inter-
curved surfaces with fine printing resolution, and multiple
spersed in the file and will be ignored by any interpreter, for
components arranged in an optimal packing for printing.
example:
3.1.4 Performance—The file format should enable reason-

able duration (interactive time) for read-and-write operations
5.3 The remainder of the file is enclosed between an
and reasonable file sizes for a typical large object. Detailed
opening element and a closing element.
performance data are provided in Appendix X1.
These elements are necessary to denote the file type, as well as
3.1.5 Backwards Compatibility—Any existing STL file can
to fulfill the requirement that all XML files have a single-root
be converted directly into a validAMF file without any loss of
element. The version of the AMF standard as well as all
information and without requiring any additional information.
standardXMLnamespacedeclarationscanbeused,suchasthe
AMF files are also easily converted back to STL for use on
lang attribute designed to identify the human language used.
legacy systems, although advanced features will be lost. This
The unit system can also be specified (mm, inch, ft, meters, or
format maintains the triangle-mesh geometry representation to
micrometers). In absence of a unit specification, millimeters
take advantage of existing optimized slicing algorithm and
are assumed.
code infrastructure already in existence.

3.1.6 Future Compatibility—To remain useful in a rapidly
5.4 Within the AMF brackets, there are five top level
changing industry, this file format is easily extensible while
elements:
remaining compatible with earlier versions and technologies.
5.4.1 —The object element defines a volume or
This allows new features to be added as advances in technol-
volumes of material, each of which are associated with a
ogy warrant, while still working flawlessly for simple homog-
material identification (ID) for printing. At least one object
enous geometries on the oldest hardware.
element shall be present in the file. Additional objects are
optional.
4. Structure of This Specification
5.4.2 —The optional material element de-
4.1 Information specified throughout this specification is
fines one or more materials for printing with an associated
stored in XML format. XML is an ASCII text file comprising
material ID. If no material element is included, a single default
a list of elements and attributes. Using this widely accepted
material is assumed.
data format opens the door to a rich host of tools for creating,
5.4.3 —The optional texture element defines
viewing, manipulating, parsing, and storingAMF files. XMLis
one or more images or textures for color or texture mapping
human readable, which makes debugging errors in the file
each with an associated texture ID.
possible. XML can be compressed or encrypted or both if
5.4.4 —The optional constellation
desired in a post-processing step using highly optimized
element hierarchically combines objects and other constella-
standardized routines.
tions into a relative pattern for printing. If no constellation

4.2 Another significant advantage of XML is its inherent elements are specified, each object element will be imported

flexibility. Missing or additional parameters do not present a with no relative position data. The parsing program can

problem for a parser as long as the document conforms to the determine the relative positioning of the objects if more than

XML standard. Practically, this allows new features to be one object is specified in the file.

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
5.4.5 —The optional metadata element
specifies additional information about the object(s) and ele-
ments contained in the file.
5.5 Only a single object element is required for a fully
functional AMF file.
6. Geometry Specification
6.1 The top level element specifies a uniqueid
and contains two child elements: and
. The element can optionally specify a
material.
6.2 The required element lists all vertices
that are used in this object. Each vertex is implicitly assigned
a number in the order in which it was declared starting at zero.
The required child element gives the posi-
tion of the point in three-dimensional (3D) space using the
, , and elements.
6.3 After the vertex information, at least one
element shall be included. Each volume encapsulates a closed
volume of the object. Multiple volumes can be specified in a
singleobject.Volumesmayshareverticesatinterfacesbutmay
not have any overlapping volume.
6.4 Within each volume, the child element
shallbeusedtodefinetrianglesthattessellatethesurfaceofthe
volume. Each element will list three vertices
from the set of indices of the previously defined vertices. The
indices of the three vertices of the triangles are specified using
FIG. 1 Basic AMF File Containing Only a List of Vertices and

the , , and elements. The order of the Triangles—This Structure Is Compatible with the STL Standard

vertices shall be according to the right-hand rule such that
vertices are listed in counter-clockwise order as viewed from

theoutside.Eachtriangleisimplicitlyassignedanumberinthe by two volumes, the normal is considered separately for each

order in which it was declared starting at zero (see Fig. 1). volume, and its direction should be interpreted as consistent

with the volume in consideration (pointing outwards). Vertices
6.5 Smooth Geometry:
that have an ambiguous normal because they are common to
6.5.1 By default, all triangles are assumed to be flat and all
multiple surfaces, should not specify a normal.
triangle edges are assumed to be straight lines connecting their
6.5.5 When the curvature of a surface at a vertex is
two vertices. However, curved triangles and curved edges can
undefined(forexample,atacusp,corner,oredge),an
optionally be specified to reduce the number of mesh elements
element can be used to specify the curvature of a single
required to describe a curved surface.
nonlinear edge joining two vertices. The curvature is specified
6.5.2 During read, a curved triangle patch shall be recur-
using the tangent direction vectors at the beginning and end of
sively subdivided into four triangles by the parsing program to
that edge. The element will take precedence in case
generate a temporary set of flat triangles at any desired
of a conflict with the curvature implied by a
resolution for manufacturing or display.The depth of recursion
element.
shall be determined by the parsing program, but a minimal
6.5.6 Normals shall not be specified for vertices referenced
level of four is recommended (that is, convert a single curved
only by planar triangles. Edge tangents shall not be specified
triangle into 256 flat triangles).
for linear edges in flat triangles.
6.5.3 During write, the encoding software shall determine
6.5.7 When interpreting normal and tangents, Hermite in-
automatically the minimum number of curved triangles re-
terpolation will be used. See Annex A3 for formulae for
quired to specify the target geometry to the desired tolerance,
carrying out this interpolation.
assuming that the parser will perform at least four levels of
6.5.8 The geometry shall not be used to describe support
subdivision for any curved triangle.
structure. Only the final target structure shall be described.
6.5.4 To specify curvature, a vertex can optionally contain a

child element to specify desired surface normal at 6.6 Restrictions on Geometry—All geometry shall comply

thelocationofthevertex.Thenormalshouldbeunitlengthand with the following restrictions:

pointing outwards. If this normal is specified, all triangle edges 6.6.1 Every triangle shall have exactly three different verti-

meeting at that vertex should be curved so that they are ces.

perpendicular to that normal and in the plane defined by the 6.6.2 Triangles may not intersect or overlap except at their

normal and the original straight edge. If a vertex is referenced common edges or common vertices.

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
6.6.3 Volumes shall enclose a closed space with nonzero
volume.
6.6.4 Volumes may not overlap.
6.6.5 Every vertex shall be referenced by at least three
triangles.
6.6.6 Every pair of vertices shall be referenced by zero or
two triangles per volume.
6.6.7 No two vertices can have identical coordinates.
6.6.8 The outward direction of triangles that share an edge
in the same volume must be consistent.
7. Material Specification
7.1 Materials are introduced using the ele-
ment. Any number of materials may be defined using the
element. Each material is assigned a unique
id. Geometric volumes are associated with materials by
specifying a materialid within the element.
Any number of materials may be defined. The materialid
"0" is reserved for no material (void) (see Fig. 2).
7.2 Material attributes are contained within each rial>. The element is used to specify the red/
green/blue/alpha (RGBA) appearance of the material (see
Section 8 on color). Additional material properties can be
specified using the element, such as the
material name for operational purposes or elastic properties for
equipment that can control such properties. See Annex A1 for
more information (see Fig. 3).
7.3 Mixed and Graded Materials and Substructures:
7.3.1 Newmaterialscanbedefinedascompositionsofother
materials. The element is used to specify the
proportions of the composition as a constant or a formula
dependent of the x, y, and z coordinates. A constant mixing
proportion will lead to a homogenous material. A coordinate-
dependent composition can lead to a graded material. More
complex coordinate-dependent proportions can lead to nonlin-
ear material gradients as well as periodic and nonperiodic
substructure.The proportion formula can also refer to a texture
map using the tex(textureid,x,y,z) function (see
Annex A1).
7.3.2 Any number of materials can be specified. Any nega-
tive material proportion value will be interpreted as a zero
FIG. 2 (a) Default (Flat) Triangle Patch, (b) Triangle Curved Using
proportion. Material proportions shall be normalized to deter-
Vertex Normals, (c) Triangle Curved Using Edge Tangents, (d)
Subdivision of a Curved Triangle Patch into Four Curved
mine actual ratios.
Subpatches, and (e) AMF File Containing Curved Geometry
7.3.3 Although the element could theoreti-
cally be used to describe the complete geometry of an object as
a single function or texture, such use is discouraged (but see
depend on the coordinates in various ways. The rand(x,
Appendix X2). The intended use of the
y,z) function produces a random scalar in the range [0,1) that
element is for the description of cellular mesostructures.
is persistent across function calls (see Annex A4).
7.4 Porous Materials—Reference to materialid "0"

(void) can be used to specify porous structures. The proportion 8. Color Specification

of void can be either 0 or 1 only. Any fractional value will be
8.1 Colors are introduced using the element by
interpreted as 1 (that is, any fractional void will be assumed
specifying the RGBA(transparency) values in a specified color
fully void).
space. By default, the color space shall be sRGB (2) but

7.5 Stochastic Materials—Reference to therand(x,y,z) alternative profiles could be specified using the metadata tag in

function can be used to specify pseudo-random materials. For the root element (see Annex A1). The

example, a composite material could combine two base mate- elementcanbeinsertedatthematerialleveltoassociateacolor

rials in random proportions in which the exact proportion can with a material, the object level to color an entire object, the

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NOTE 1—An AMF file containing five materials. Material 3 is a 40/60
%homogenousmixtureofthefirsttwomaterials.Material4isavertically
graded material and Material 5 has a periodic checkerboard substructure.
FIG. 3 Homogenous and Composite Materials
volume level to color an entire volume, a triangle level to color
atriangle,oravertexleveltoassociateacolorwithaparticular
NOTE1—Absolutecolorcanbeassociatedwithamaterial,avolume,or
vertex (see Fig. 4).
a vertex. A vertex can also be associated with a coordinate in a color
8.2 Object color overrides material color specification, a
texture file.
volume color overrides an object color, vertex colors override
FIG. 4 Color Specification
volume colors, and triangle coloring overrides a vertex color.
8.3 Graded Colors and Texture Mapping:
8.3.1 Acolor can also be specified by referring to a formula

that can use a variety of functions including a texture map. mapping to the same texture id for any channel (r, g, b,or a),

8.3.2 When referring to a formula, the element
the color of this channel of the triangle will be specified by the
can specify a color that depends on the coordinates such as a
texture map, overriding the triangle color.
graded color or a spotted color. Any mathematical expression
8.4 Transparency—The transparency channel deter-
that combined the functions described in Annex A2 can be
mines alpha compositing for combining the specified fore-
used. For example, use of the rand function can allow for
ground color with a background color to create the appearance
pseudo-random color patterns.Thetex function can allow the
of partial transparency. A value of zero specifies zero
color to depend on a texture map or image. To specify a
transparency, that is, only the foreground color is used.Avalue
full-color graphic, typically three textures will be needed, one
of one specifies full transparency, that is, only the background
for each color channel. To create a monochrome graphic,
color is used. Intermediate values are used for a linear
typically only one texture is sufficient.
combination. Negative values are rounded to zero and values
8.3.3 When the vertices of a single triangle have different
greater than one are truncated to one. T
...

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Contents Page

1 Scope .............................................................................................................................................. 1

2 Terminology.......................................................................................................................................... 1

3 Key Considerations.............................................................................................................................. 1

4 Structure of This Specification............................................................................................................. 2

5 General Structure................................................................................................................................. 2

6 Geometry Specification........................................................................................................................ 3

7 Material Specification........................................................................................................................... 4

8 Color Specification............................................................................................................................... 4

9 Texture Specification............................................................................................................................ 6

10 Print Constellations............................................................................................................................ 6

11 Metadata............................................................................................................................................. 6

12 Compression and Distribution............................................................................................................ 6

13 Tolerances, Surface Roughness, and Additional Information............................................................ 7

14 Keywords............................................................................................................................................ 7

Annexes.................................................................................................................................................... 7

Figure 1 Basic AMF File Containing Only a List of Vertices and Triangles—This Structure Is

Compatible with the STL Standard.......................................................................................... 3

Figure 2 (a) Default (Flat) Triangle Patch, (b) Triangle Curved Using Vertex Normals, (c)

Triangle Curved Using Edge Tangents, (d) Subdivision of a Curved Triangle Patch

into Four Curved Subpatches, and (e) AMF File Containing Curved Geometry.................... 4

Figure 3 Homogenous and Composite Materials .................................................................................. 5

Figure 4 Color Specification................................................................................................................... 5

Figure 5 Print Constellations.................................................................................................................. 6

Figure 6 Metadata.................................................................................................................................. 6

Figure A3.1 Interpolating a Curved Triangle Edge............................................................................... 11

Figure A4.1 Sample C++ Implementation Code for Pseudo-Random Spatial Map (PRSM)

Function............................................................................................................................ 12

Table A1.1 AMF Elements..................................................................................................................... 8

Table A2.1 Mathematical Operations and Functions.......................................................................... 10

Table X1.1 File Size............................................................................................................................. 13

Table X1.2 Write Time (Seconds)........................................................................................................ 13

Table X1.3 Read and Parse Time (Seconds)...................................................................................... 13

Table X1.4 Accuracy (Error Calculated on Unit Sphere)..................................................................... 14

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Foreword

ISO(theInternationalOrganizationforStandardization)isaworldwidefederationofnationalstandardsbodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described

in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of

ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the

ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. Neither ISO nor ASTM International shall be held responsible for identifying any or all such patent

rights.DetailsofanypatentrightsidentifiedduringthedevelopmentofthedocumentwillbeintheIntroduction

and/or on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents.

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

ISO/ASTM 52915 was prepared by ASTM International (as ASTM F2915) and was adopted, under a special

“fast-track procedure”, by Technical Committee ISO/TC 261, Additive manufacturing, in parallel with its

approval by the ISO member bodies. This has been done under a Partner Standards Development

Organization (PSDO) Cooperation Agreement between ISO/TC 261, Additive manufacturing, and ASTM

International Committee F42, Additive Manufacturing Technologies. ASTM F2915 was developed by ASTM

Subcommittee F42.04, Design.
This first edition of ISO/ASTM 52915 cancels and replaces ASTM F2915-12.
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ISO/ASTM 52915:2013(E)
Standard Specification for
Additive Manufacturing File Format (AMF) Version 1.1

This standard is issued under the fixed designation ISO/ASTM 52915; the number immediately following the designation indicates the

year of original adoption or, in the case of revision, the year of last revision.

1. Scope 2.1.1 This section provides definitions of terms specific to
thisstandard—thesetermsalsoincludethecommontermsseen
1.1 This specification describes a framework for an inter-
in many documents related to extensible markup language
change format to address the current and future needs of
(XML) and additive manufacturing. See also Annex A1 for
additive manufacturing technology. For the last three decades,
definitions of additional terms specific to this specification.
the STL file format has been the industry standard for trans-
2.1.2 attribute, n—characteristicofdata,representingoneor
ferring information between design programs and additive
more aspects, descriptors, or elements of the data.
manufacturing equipment. An STL file contains information
2.1.2.1 Discussion—In object-oriented systems, attributes
only about a surface mesh and has no provisions for represent-
are characteristics of objects. In XML, attributes are charac-
ing color, texture, material, substructure, and other properties
teristics of elements.
of the fabricated target object. As additive manufacturing
2.1.3 comments, n—all text comments associated with any
technology is quickly evolving from producing primarily
data within the additive manufacturing file (AMF) not contain-
single-material, homogenous shapes to producing multimate-
ing core relevant, technical, or administrative data and not
rial geometries in full color with functionally graded materials
containing pointers to references external to the AMF.
and microstructures, there is a growing need for a standard
interchange file format that can support these features.
2.1.4 domain-specific applications, n—additional, optional
sets of AMF data elements specific to such areas as novel
1.2 The additive manufacturing file (AMF) may be
additive manufacturing processes, enterprise workflow, and
prepared, displayed, and transmitted on paper or electronically,
supply chain management.
provided the information required by this specification is
2.1.4.1 Discussion—Data sets for optional AMF domain-
included. When prepared in a structured electronic format,
specific applications will be developed and balloted separately
strict adherence to an extensible markup language (XML)(1)
from this specification.
schema is required to support standards-compliant interoper-
ability. The adjunct to this specification contains a W3C XML
2.1.5 extensible markup language, XML, n—standard from
schema and Annex A1 contains an implementation guide for
the WorldWideWeb Consortium (W3C) that provides for
such representation.
tagging of information content within documents offering a
means for representation of content in a format that is both
1.3 This standard does not purport to address all of the
human and machine readable.
safety concerns, if any, associated with its use. It is the
2.1.5.1 Discussion—Through the use of customizable style
responsibility of the user of this standard to establish appro-
sheets and schemas, information can be represented in a
priate safety and health practices and determine the applica-
uniform way, allowing for interchange of both content (data)
bility of regulatory limitations prior to use.
and format (metadata).
1.4 This standard also does not purport to address any
copyright and intellectual property concerns, if any, associated
2.1.6 STL (file format), n—file format native to the stereo-
with its use. It is the responsibility of the user of this standard
lithography computer-aided drafting (CAD) software that is
to meet any intellectual property regulations on the use of
supported by many software packages; it is widely used for
information encoded in this file format.
rapid prototyping and computer-aided manufacturing.
2.1.6.1 Discussion—STL files describe only the surface
2. Terminology
geometry of a three-dimensional object as a tessellation of

2.1 Definitions of Terms Specific to This Standard: triangles without any representation of color, texture, or other

common CAD model attributes.The STLformat specifies both
the American Standard Code for Information Interchange
This specification is under the jurisdiction of ASTM Committee F42 on
(ASCII) and binary representations.
Additive Manufacturing Technologies and is the direct responsibility of Subcom-
mittee F42.04 on Design, and is also under the jurisdiction of ISO/TC 261.

Current edition approved March 26, 2013. Published May 2013. Originally 3. Key Considerations

published as ASTM F2915-11. Last previous edition ASTM F2915-12.
2 3.1 There is a natural a tradeoff between the generality of a

The boldface numbers in parentheses refer to the list of references at the end of

this standard. file format and its usefulness for a specific purpose. Thus,
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ISO/ASTM 52915:2013(E)

features designed to meet the needs of one community may added without needing to update old versions of the parser,

hinder the usefulness of a file format for other uses. To be such as in legacy software.

successful across the field of additive manufacturing, this file
4.3 Precision—This file format is agnostic as to the preci-
format is designed to address the following concerns:
sion of the representation of numeric values. It is the respon-
3.1.1 Technology Independence—The file format shall de-
sibility of the generating program to write as many or as few
scribe an object in a general way such that any machine can
digits as are necessary for proper representation of the target
build it to the best of its ability. It is resolution and layer-
object. However, a parsing program should read and process
thickness independent and does not contain information spe-
real numbers in double precision (64 bit).
cific to any one manufacturing process or technique. This does
4.4 Future Amendments and Additions— Additional XML
not negate the inclusion of properties that only certain ad-
elements can be added provisionally to any AMF file for any
vanced machines support (for example, color, multiple
purposebutwillnotbeconsideredpartofthisspecification.An
materials, and so forth), but these are defined in such a way as
unofficialAMF element can be ignored by any reader and does
to avoid exclusivity.
not need to be stored or reproduced on output. An element
3.1.2 Simplicity—TheAMF file format is easy to implement
becomes official only when it is formally accepted into this
and understand. The format can be read and debugged in a
specification.
simple ASCII text viewer to encourage understanding and
adoption. No identical information is stored in multiple places.
5. General Structure
3.1.3 Scalability—The file format scales well with increase
5.1 The AMF file begins with the XML declaration line
in part complexity and size and with the improving resolution
specifying the XML version and encoding, for example:
and accuracy of manufacturing equipment.This includes being
able to handle large arrays of identical objects, complex

repeated internal features (for example, meshes), smooth
5.2 Blank lines and standard XML comments can be inter-
curved surfaces with fine printing resolution, and multiple
spersed in the file and will be ignored by any interpreter, for
components arranged in an optimal packing for printing.
example:
3.1.4 Performance—The file format should enable reason-

able duration (interactive time) for read-and-write operations
5.3 The remainder of the file is enclosed between an
and reasonable file sizes for a typical large object. Detailed
opening element and a closing element.
performance data are provided in Appendix X1.
These elements are necessary to denote the file type, as well as
3.1.5 Backwards Compatibility—Any existing STL file can
to fulfill the requirement that all XML files have a single-root
be converted directly into a validAMF file without any loss of
element. The version of the AMF standard as well as all
information and without requiring any additional information.
standardXMLnamespacedeclarationscanbeused,suchasthe
AMF files are also easily converted back to STL for use on
lang attribute designed to identify the human language used.
legacy systems, although advanced features will be lost. This
The unit system can also be specified (mm, inch, ft, meters, or
format maintains the triangle-mesh geometry representation to
micrometers). In absence of a unit specification, millimeters
take advantage of existing optimized slicing algorithm and
are assumed.
code infrastructure already in existence.

3.1.6 Future Compatibility—To remain useful in a rapidly
5.4 Within the AMF brackets, there are five top level
changing industry, this file format is easily extensible while
elements:
remaining compatible with earlier versions and technologies.
5.4.1 —The object element defines a volume or
This allows new features to be added as advances in technol-
volumes of material, each of which are associated with a
ogy warrant, while still working flawlessly for simple homog-
material identification (ID) for printing. At least one object
enous geometries on the oldest hardware.
element shall be present in the file. Additional objects are
optional.
4. Structure of This Specification
5.4.2 —The optional material element de-
4.1 Information specified throughout this specification is
fines one or more materials for printing with an associated
stored in XML format. XML is an ASCII text file comprising
material ID. If no material element is included, a single default
a list of elements and attributes. Using this widely accepted
material is assumed.
data format opens the door to a rich host of tools for creating,
5.4.3 —The optional texture element defines
viewing, manipulating, parsing, and storingAMF files. XMLis
one or more images or textures for color or texture mapping
human readable, which makes debugging errors in the file
each with an associated texture ID.
possible. XML can be compressed or encrypted or both if
5.4.4 —The optional constellation
desired in a post-processing step using highly optimized
element hierarchically combines objects and other constella-
standardized routines.
tions into a relative pattern for printing. If no constellation

4.2 Another significant advantage of XML is its inherent elements are specified, each object element will be imported

flexibility. Missing or additional parameters do not present a with no relative position data. The parsing program can

problem for a parser as long as the document conforms to the determine the relative positioning of the objects if more than

XML standard. Practically, this allows new features to be one object is specified in the file.

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
5.4.5 —The optional metadata element
specifies additional information about the object(s) and ele-
ments contained in the file.
5.5 Only a single object element is required for a fully
functional AMF file.
6. Geometry Specification
6.1 The top level element specifies a uniqueid
and contains two child elements: and
. The element can optionally specify a
material.
6.2 The required element lists all vertices
that are used in this object. Each vertex is implicitly assigned
a number in the order in which it was declared starting at zero.
The required child element gives the posi-
tion of the point in three-dimensional (3D) space using the
, , and elements.
6.3 After the vertex information, at least one
element shall be included. Each volume encapsulates a closed
volume of the object. Multiple volumes can be specified in a
singleobject.Volumesmayshareverticesatinterfacesbutmay
not have any overlapping volume.
6.4 Within each volume, the child element
shallbeusedtodefinetrianglesthattessellatethesurfaceofthe
volume. Each element will list three vertices
from the set of indices of the previously defined vertices. The
indices of the three vertices of the triangles are specified using
FIG. 1 Basic AMF File Containing Only a List of Vertices and

the , , and elements. The order of the Triangles—This Structure Is Compatible with the STL Standard

vertices shall be according to the right-hand rule such that
vertices are listed in counter-clockwise order as viewed from

theoutside.Eachtriangleisimplicitlyassignedanumberinthe by two volumes, the normal is considered separately for each

order in which it was declared starting at zero (see Fig. 1). volume, and its direction should be interpreted as consistent

with the volume in consideration (pointing outwards). Vertices
6.5 Smooth Geometry:
that have an ambiguous normal because they are common to
6.5.1 By default, all triangles are assumed to be flat and all
multiple surfaces, should not specify a normal.
triangle edges are assumed to be straight lines connecting their
6.5.5 When the curvature of a surface at a vertex is
two vertices. However, curved triangles and curved edges can
undefined(forexample,atacusp,corner,oredge),an
optionally be specified to reduce the number of mesh elements
element can be used to specify the curvature of a single
required to describe a curved surface.
nonlinear edge joining two vertices. The curvature is specified
6.5.2 During read, a curved triangle patch shall be recur-
using the tangent direction vectors at the beginning and end of
sively subdivided into four triangles by the parsing program to
that edge. The element will take precedence in case
generate a temporary set of flat triangles at any desired
of a conflict with the curvature implied by a
resolution for manufacturing or display.The depth of recursion
element.
shall be determined by the parsing program, but a minimal
6.5.6 Normals shall not be specified for vertices referenced
level of four is recommended (that is, convert a single curved
only by planar triangles. Edge tangents shall not be specified
triangle into 256 flat triangles).
for linear edges in flat triangles.
6.5.3 During write, the encoding software shall determine
6.5.7 When interpreting normal and tangents, Hermite in-
automatically the minimum number of curved triangles re-
terpolation will be used. See Annex A3 for formulae for
quired to specify the target geometry to the desired tolerance,
carrying out this interpolation.
assuming that the parser will perform at least four levels of
6.5.8 The geometry shall not be used to describe support
subdivision for any curved triangle.
structure. Only the final target structure shall be described.
6.5.4 To specify curvature, a vertex can optionally contain a

child element to specify desired surface normal at 6.6 Restrictions on Geometry—All geometry shall comply

thelocationofthevertex.Thenormalshouldbeunitlengthand with the following restrictions:

pointing outwards. If this normal is specified, all triangle edges 6.6.1 Every triangle shall have exactly three different verti-

meeting at that vertex should be curved so that they are ces.

perpendicular to that normal and in the plane defined by the 6.6.2 Triangles may not intersect or overlap except at their

normal and the original straight edge. If a vertex is referenced common edges or common vertices.

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
6.6.3 Volumes shall enclose a closed space with nonzero
volume.
6.6.4 Volumes may not overlap.
6.6.5 Every vertex shall be referenced by at least three
triangles.
6.6.6 Every pair of vertices shall be referenced by zero or
two triangles per volume.
6.6.7 No two vertices can have identical coordinates.
6.6.8 The outward direction of triangles that share an edge
in the same volume must be consistent.
7. Material Specification
7.1 Materials are introduced using the ele-
ment. Any number of materials may be defined using the
element. Each material is assigned a unique
id. Geometric volumes are associated with materials by
specifying a materialid within the element.
Any number of materials may be defined. The materialid
"0" is reserved for no material (void) (see Fig. 2).
7.2 Material attributes are contained within each rial>. The element is used to specify the red/
green/blue/alpha (RGBA) appearance of the material (see
Section 8 on color). Additional material properties can be
specified using the element, such as the
material name for operational purposes or elastic properties for
equipment that can control such properties. See Annex A1 for
more information (see Fig. 3).
7.3 Mixed and Graded Materials and Substructures:
7.3.1 Newmaterialscanbedefinedascompositionsofother
materials. The element is used to specify the
proportions of the composition as a constant or a formula
dependent of the x, y, and z coordinates. A constant mixing
proportion will lead to a homogenous material. A coordinate-
dependent composition can lead to a graded material. More
complex coordinate-dependent proportions can lead to nonlin-
ear material gradients as well as periodic and nonperiodic
substructure.The proportion formula can also refer to a texture
map using the tex(textureid,x,y,z) function (see
Annex A1).
7.3.2 Any number of materials can be specified. Any nega-
tive material proportion value will be interpreted as a zero
FIG. 2 (a) Default (Flat) Triangle Patch, (b) Triangle Curved Using
proportion. Material proportions shall be normalized to deter-
Vertex Normals, (c) Triangle Curved Using Edge Tangents, (d)
Subdivision of a Curved Triangle Patch into Four Curved
mine actual ratios.
Subpatches, and (e) AMF File Containing Curved Geometry
7.3.3 Although the element could theoreti-
cally be used to describe the complete geometry of an object as
a single function or texture, such use is discouraged (but see
depend on the coordinates in various ways. The rand(x,
Appendix X2). The intended use of the
y,z) function produces a random scalar in the range [0,1) that
element is for the description of cellular mesostructures.
is persistent across function calls (see Annex A4).
7.4 Porous Materials—Reference to materialid "0"

(void) can be used to specify porous structures. The proportion 8. Color Specification

of void can be either 0 or 1 only. Any fractional value will be
8.1 Colors are introduced using the element by
interpreted as 1 (that is, any fractional void will be assumed
specifying the RGBA(transparency) values in a specified color
fully void).
space. By default, the color space shall be sRGB (2) but

7.5 Stochastic Materials—Reference to therand(x,y,z) alternative profiles could be specified using the metadata tag in

function can be used to specify pseudo-random materials. For the root element (see Annex A1). The

example, a composite material could combine two base mate- elementcanbeinsertedatthematerialleveltoassociateacolor

rials in random proportions in which the exact proportion can with a material, the object level to color an entire object, the

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ISO/ASTM 52915:2013(E)
NOTE 1—An AMF file containing five materials. Material 3 is a 40/60
%homogenousmixtureofthefirsttwomaterials.Material4isavertically
graded material and Material 5 has a periodic checkerboard substructure.
FIG. 3 Homogenous and Composite Materials
volume level to color an entire volume, a triangle level to color
atriangle,oravertexleveltoassociateacolorwithaparticular
NOTE1—Absolutecolorcanbeassociatedwithamaterial,avolume,or
vertex (see Fig. 4).
a vertex. A vertex can also be associated with a coordinate in a color
8.2 Object color overrides material color specification, a
texture file.
volume color overrides an object color, vertex colors override
FIG. 4 Color Specification
volume colors, and triangle coloring overrides a vertex color.
8.3 Graded Colors and Texture Mapping:
8.3.1 Acolor can also be specified by referring to a formula

that can use a variety of functions including a texture map. mapping to the same texture id for any channel (r, g, b,or a),

8.3.2 When referring to a formula, the element
the color of this channel of the triangle will be specified by the
can specify a color that depends on the coordinates such as a
texture map, overriding the triangle color.
graded color or a spotted color. Any mathematical expression
8.4 Transparency—The transparency channel deter-
that combined the functions described in Annex A2 can be
mines alpha compositing for combining the specified fore-
used. For example, use of the rand function can allow for
ground color with a background color to create the appearance
pseudo-random color patterns.Thetex function can allow the
of partial transparency. A value of zero specifies zero
color to depend on a texture map or image. To specify a
transparency, that is, only the foreground color is used.Avalue
full-color graphic, typically three textures will be needed, one
of one specifies full transparency, that is, only the background
for each color channel. To create a monochrome graphic,
color is used. Intermediate values are used for a linear
typically only one texture is sufficient.
combination. Negative values are rounded to zero and values
8.3.3 When the vertices of a single triangle have different
greater than one are truncated to one. T
...

NORME ISO/ASTM
INTERNATIONALE 52915
Première édition
2013-06-01
Spécification normalisée pour le format
de fichier pour la fabrication additive
(AMF) Version 1.1
Standard specification for additive manufacturing file format (AMF)
Version 1.1
Numéro du référence
ISO/ASTM 52915:2013(F)
ISO/ASTM International 2013
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ISO/ASTM 52915:2013(F)
© ISO/ASTM International 2013

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous

quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit

soit de l'ISO à l'adresse ci-après, soit d'un organisme membre de l'ISO dans le pays du demandeur. Aux États-Unis, les demandes

doivent être adressées à ASTM International.
ISO copyright office ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700,
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20 West Conshohocken, PA 19428-2959, USA
Tel. + 41 22 749 01 11 Tel. +610 832 9634
Fax + 41 22 749 09 47 Fax +610 832 9635
E-mail copyright@iso.org E-mail khooper@astm.org
Web www.iso.org Web www.astm.org
Published in Switzerland
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ISO/ASTM 52915:2013(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2,

www.iso.org/directives.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet

de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails

concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés

lors de l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou sur la liste ISO des

déclarations de brevets reçues, www.iso.org/patents.

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour

information à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une

recommandation.

L'ISO/ASTM 52915 a été élaborée par ASTM International (en tant que norme ASTM F2915) et a été

adoptée selon une procédure spéciale par «voie express» par le comité technique ISO/TC 261,

Fabrication additive, parallèlement à son approbation par les comités membres de l'ISO. Cela a été

défini dans un accord de coopération de l'organisme de développement des normes partenaire entre

l'ISO/TC 261, Fabrication additive, et le comité F42, Fabrication additive, d'ASTM International.

Cette première édition de l'ISO/ASTM 52915 annule et remplace l'ASTM F2915-12.
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ISO/ASTM 52915:201(F)
Spécification normalisée pour le format de fichier pour la
fabrication additive (AMF) Version 1.1 —

La présente norme est publiée sous la désignation fixe ISO/ASTM 52915. Le nombre qui se trouve

juste derrière la désignation indique l'année de l'adoption originale ou, en cas de révision, l'année de

la dernière révision. Un nombre entre parenthèses indique l'année de la dernière confirmation.

1 Domaine d’application

1.1 La présente spécification décrit un cadre pour un format d’échange dans le but de traiter les besoins

actuels et futurs de la technologie de fabrication additive. Au cours des trois dernières décennies, le format de

fichier STL a constitué, au sein de la profession, la norme pour les échanges d’informations entre les

programmes de conception et les équi pements de fabrication additive. Un fichier STL contient uniquement

des informations concernant le ma illage des surfaces ; il ne contient aucune dispos ition concernant la

représentation de la couleur, de l’état de surfa ce, de la matière, de la structure interne et d’autres propriétés

de l’objet cible fabriqué. Compte tenu d e l’évolution rapide de la technologie de fabrication additive qui est

passée de la production de formes homogènes constituées d’un seul matériau à la production de géométries

multi-matériaux en pleines couleurs avec des matériaux comportant des nuances fonctionnelles et des

microstructures, on observe un besoin croissant de disposer d’un format de fichier d’échange normalisé

capable de permettre l’utilisation de ces caractéristiques.

1.2 Le fichier pour la fabrication additive (AMF) peut être élaboré, affiché et transmis sur support papier ou

électronique, sous réserve qu’il comprenne les informations requises par la présente spécification. Lorsque ce

fichier est élaboré dans un format électronique structuré, le strict respect à un schéma de langage de balisage

extensible (XML)(1) est exigé pour prendre en charge une interopérabilité normalisée. Le document joint à la

présente spécification contient un schéma W3C XML et l’Annexe A.1 contient un guid e de mise en œuvre

pour ce type de représentation.

1.3 La présente norme n’a pas pour objectif de traiter t ous les problèmes de sécurité, lorsqu'ils existent,

associés à son utilisation. Il appartient à l’utilisateur de la présente norme d’établir des pratiques appropriées

en matière d'hygiène et de sécurité et de déterminer l’applicabilité de restrictions réglementaires avant

l'utilisation.

1.4 La présente norme n’a pas pour objectif de traiter tous les problèmes de droits d’auteur et de propriété

intellectuelle, lorsqu'ils existent, associés à son utilisation. Il appartient à l’utilisateur de la présente norme de

respecter toute réglementation en m atière de propriété intellectuelle concernant l’utilisation des inform ations

codées dans ce format de fichier.

La présente spécification relève de la compétence du Comité F42 « Technologies de fabrication additive » d’ASTM et

est placée sous la responsabilité directe du sous-comité F42.04 « Conception ».

L’édition actuelle a été approuvée le 1 mars 2012. Elle a été publiée en avril 2012 et initialement approuvée en 2011. Sa

dernière édition a été approuvée en 2011 sous le titre F2915-11. DOI: 10.1520/F2915-12.

Les nombres en caractères gras présentés entre parenthèses se rapportent à la liste de références fournie à la fin de la

présente norme.
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2 Termes et définitions
2.1 Définitions de termes spécifiques à la présente norme :

2.1.1 Le présent article fournit des définitions de termes spécifiques à la présente norme ; ces termes

comprennent également les termes courants rencontrés dans de nombreux documents traitant du langage de

balisage extensible (XML) ainsi que de la fabrication additive. Voir également l’Annexe A.1 pour les définitions

de termes supplémentaires propres à la présente spécification.
2.1.2
attribut

caractéristique de données, représentant un ou plusieurs aspects, descripteurs, ou éléments des données

2.1.2.1 Note — Dans des systèmes orientés objets, les attributs sont des caractéristiques d’objets. En

langage XML, les attributs sont des caractéristiques d’éléments.
2.1.3
commentaires

tous les commentaires sous forme de texte, associés à des données dans le fichier de fabrication additive

(AMF), ne contenant pas de données fondamentales pertinentes techniques ou administratives ni de renvois

à des références externes au fichier AMF
2.1.4
applications spécifiques à des domaines

ensembles supplémentaires et facultatifs d’éléments de données AMF spécifiques à des domaines tels que

nouveaux procédés de fabrication additive, flux de production et gestion de chaîne logistique

2.1.4.1 Note — Les ensembles de données relatifs aux applications spécifiques au domaine AMF seront

élaborés et évalués séparément à partir de cette spécification.
2.1.5
langage de balisage extensible, XML

norme établie par le WorldWideWeb Consortium (W3C) permettant le balisage du contenu des informations

dans les documents et offrant un moye n de représentation de contenu dans un format lisible à la fois par

l’homme et par la machine

2.1.5.1 Note — Grâce à l’utilisation de feuilles de style et de schémas personnalisables, les informations

peuvent être représentées de manière uniforme, permettant ainsi l’échange à la fois de contenu (données) et

de format (métadonnées).
2.1.6
STL (format de fichier)

format de fi chier spécifique aux logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) utilisés en

stéréolithographie, compatible avec de nombreux progiciels ; il est largement utilisé pour le prototypage rapide

et la fabrication assistée par ordinateur

2.1.6.1 Note — Les fichiers STL décrivent uniquement la géométrie de surface d’un objet en trois

dimensions comme un pavage de triangles sans aucune représentation de couleur, d’état de surface, ou

autres attributs des modèles de CAO courants. Le format STL spécifie à l a fois le code ASCII (American

Standard Code for Information Interchange) et les représentations binaires.
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3 Considérations essentielles

3.1 Il existe un compromis naturel entre la généralité d’un format de fichier et son utilité pour un but

spécifique. Ainsi, les caractéristiques destinées à répondre aux besoins d’une communauté peuvent

compromettre l’utilité d’un format de fichier po ur d’autres usages. Pour assurer une mise e n œuvre réussie

dans le domaine de la fabrication additive, ce format de fichier est conçu pour répondre aux problématiques

suivantes :

3.1.1 Indépendance vis à vis de toute technologie — Le format de fichier doit décrire un objet de façon

générale afin que toute machine puisse le construire de la meilleure manière possible. Le format de fichier est

indépendant de la résolution et l’épaisseur des couches et il ne contient aucune information spécifique à un

procédé ou à une technique de fabrication. Ceci n’exclut pas la présence de propriétés que seules certaines

machines évoluées sont capables de supporter (par ex emple, couleur, multi-matériaux, etc.), mais ces

propriétés sont définies de manière à éviter toute exclusivité.

3.1.2 Simplicité — Le format de fichier AMF est facile à comprendre et à mettre en œuvre. Afin d’en

faciliter la compréhension et l’adoption, le format p eut être lu et débogué dans un simple éditeur de texte

ASCII. Aucune information identique n’est mémorisée dans plusieurs endroits.

3.1.3 Adaptabilité — Le format de fichier s’adapte en fonction de l’augmentation de la complexité et de la

taille des pièces et en fonction de l’augmentation de la résolution et de la précision des équipements de

fabrication. Cela inclut l’aptitude à traiter de grandes séries d’objets identiques, des caractéristiques internes

répétées complexes (par exemple, maillage s), des su rfaces incurvées lisses avec un e résolution fine

d’impression et de multiples composants agencés de manière optimale pour l’impression.

3.1.4 Performance — Il convient que le format de fichier accorde une durée raisonnable (temps interactif)

pour les opérations de lecture-écriture et permette des tailles de fichiers raisonnables pour un objet type de

grande taille. Des données de performance détaillées sont fournies à l’Annexe X.1.

3.1.5 Compatibilité descendante — Tout fichier STL existant peut être directement converti en un fichier

AMF valide sans aucune perte d’informations ni exigence d’informations supplémentaires. De même, les

fichiers AMF sont facilement reconvertis en format STL pour être utilisés sur des systèmes existants, sachant

que des caractéristiques spécifiques seront perdues. Ce format maintient la représentation de géométrie de

maillage en triangles pour tirer profit de l’algorithme de coupe optimisé existant et de l’infrastructure de code

déjà existante.

3.1.6 Compatibilité ultérieure — Pour rester utilisable dans une industrie évoluant rapidement, ce format

de fichier est facilement extensible tout en re stant compatible avec d es versions et d es technologies

antérieures. Cela permet d’ajouter de nouvelles caractéristiques au fur et à mesu re de l’évolution de la

technologie, tout en restant parfaitement fonctionnel pour des géométries homogènes simples sur les logiciels

les plus anciens.
4 Structure de la présente spécification

4.1 Les informations fournies dans la présente spécification sont mémorisées au format XML. XML est un

fichier texte ASCII comprenant une liste d’éléments et d’attributs. L’utilisation de ce format de don nées

largement reconnu permet d’accéder à une importante source d’outils permettant de créer, de visualiser, de

manipuler, d’analyser et de stocker des fichiers AMF. Le fait qu’un fichier XML soit lisible par l’homme permet

le débogage des erreurs dans le fichier. Le fichier XML peut être compressé, crypté, ou les deux si cela est

souhaité, lors d’une étape post-traitement à l’aide de programmes normalisés hautement optimisés.

4.2 Le format XML offre u n autre avantage significatif qui réside dans sa flexibilité intrinsèque. Dans la

mesure où le document est conforme au standard XML, des paramètres manquants ou supplémentaires ne

constituent pas un problème pour un analy seur. En pratique, cela p ermet d’ajouter de n ouvelles

caractéristiques sans avoir besoin d e mettre à jour d’anciennes versions du programme analyseur, comme

dans le cas des logiciels légaux.
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ISO/ASTM 52915:2013(F)

4.3 Précision — Ce format de fichier ne se préoccupe pas de la précision de la représentation des valeurs

numériques. Il appartient au programme générateur d’écrire autant de chiffres que nécessaires pour une

représentation correcte de l’objet cible. Toutefois, il convient qu’un programme analyseur lise et traite de s

nombres réels en double précision (64 bits).

4.4 Amendements et ajouts ultérieurs — Des éléments XML supplémentaires peuvent être ajoutés à tout

fichier AMF à toute fin, mais ils ne seront pas considérés comme faisant partie de la présente spécification.

Un élément AMF officieux peut être ignoré par un lecteur et n’a pas besoin d’être stocké ou reproduit. Un

élément ne devient officiel que lorsqu’il a été formellement accepté dans la présente spécification.

5 Structure générale

5.1 Le fichier AMF commence par la ligne de déclaration XML spécifiant la version et le codage XML, par

exemple :

5.2 Des lignes vierges et des commentaires XML standards peuvent être intercalés dans le fichier et seront

ignorés par un interpréteur, par exemple :

5.3 Le reste du fichier est contenu entre un élément d’ouverture et un élément de

fermeture. Ces éléments sont nécessaires pour décrire le type de fichier, ainsi que pour répondre à l’exigence

selon laquelle tous les fichiers XML o nt un élément racine unique. La version de la n orme AMF ainsi que

toutes les déclarations d’espaces de nommage XM L standard peuvent être utilisées, comme par exemple

l’attribut destiné à identifier le langage humain utilisé. Le système d’unités peut être également

spécifié (millimètres, inches, feet, mètres ou micromètres). Si aucune unité n’e st spécifiée, on suppose qu’il

s’agit de millimètres.

5.4 Entre les parenthèses AMF, il existe cinq éléments de niveau supérieur :

5.4.1 — L’élément définit un vol ume ou des volumes de matériaux, chacun étant

associé à une identification (ID) de m atériau pour l’impression. Au moins un élément doit être

présent dans le fichier. Des objets supplémentaires sont facultatifs.

5.4.2 — L’élément facultatif définit un ou pl usieurs matériaux pour l’impression

avec un ID de matériau associé. Si aucun élément n’est inclus, on suppose un seul matériau

par défaut.

5.4.3 — L’élément facultatif définit une ou plusieurs images ou états de surface

pour le mapping des couleurs et des états de surface, chacun avec un ID d’état de surface associé.

5.4.4 — L’élément facultatif combine de façon hiérarchique des

objets et d’autres constellations dans un modèle relatif pour l’impressi on. Si aucun élément

n’est spécifié, chaque élément sera im porté sans données de position

associées. Le programme analyseur peut déterminer le positionnement relatif des objets si plus d’un objet est

spécifié dans le fichier.

5.4.5 — L’élément facultatif spécifie des informations supplémentaires relatives

à l’(aux) objet(s) et aux éléments contenus dans le fichier.

5.5 Un seul élément est requis pour un fichier AMF entièrement fonctionnel.

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ISO/ASTM 52915:2013(F)
6 Spécification de la géométrie

6.1 L’élément de niveau supérieur spécifie un ID unique et contient deux éléments enfants :

et . L’élément peut, de façon facultative, spécifier un matériau.

6.2 Les éléments requis énumèrent tous les sommets utilisés dans cet objet. À chaque

sommet est attribué de façon implicite un nombre dans l’ordre dans lequel il a été déclaré en commençant par

zéro. L’élément enfant requis donne la position du point dans un espace à trois dimensions

(3D) à l’aide des éléments , , et .

6.3 Après les informations relatives au sommet, au moins un élément doit être inclus. Chaque

volume renferme un volume fermé de l’objet. Plusieurs volumes peuvent être spécifiés dans un seul objet.

Des volumes peuvent partager des sommets au niveau des interfaces mais ne peuvent pas avoir de volume

en commun.

6.4 Au sein de chaque volume, l’élément enfant doit être utilisé pour définir des triangles qui

pavent la surface du volume. Chaque élément énumérera trois sommets à partir de l’ensemble

des indices des sommets définis précédemment. Les indices des trois sommets des triangles sont spécifiés à

l’aide des éléments , , et . L’ordre des sommets doit être conforme à la règle de la main droite

afin que les sommets soient énumérés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre comme perçus de

l’extérieur. À chaque triangle est implicitement attribué un nombre dans l’ordre dans lequel il a été déclaré en

commençant par zéro (voir Figure 1).
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Figure 1 — Fichier AMF de base contenant une liste des sommets et triangles — Cette structure est

compatible avec la norme STL
6.5 Géométrie lisse :

6.5.1 Par défaut, tous les triangles sont supposés être plats et tous les côtés des triangles sont supposés

être des lignes droites reliant leurs deux sommets. Cependant, les triangles courbes et les côtés courbes

peuvent, de manière facultative, être spécifiés pour réduire le nombre d’éléments de maillage requis pour

décrire une surface courbe.

6.5.2 Lors de la lecture, une pièce de triangles courbes doit être partagée de façon récursive en quatre

triangles par le prog ramme analyseur afin de gé nérer un e nsemble temporaire de triangles plats à la

résolution voulue pour la fabrication ou l’affichage. La profondeur de la récursivité doit être déterminée par le

programme analyseur, mais un niveau minimal de quatre est recommandé (c’est-à-dire, convertir un seul

triangle courbe en 256 triangles plats).
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6.5.3 Lors de l’écriture, le logiciel de cod age doit déterminer automatiquement le nombre minimal de

triangles courbes requis pour spécifier la géométrie cible à la tolérance voulue, en considérant que l’analyseur

effectuera au moins quatre niveaux de subdivision pour tout triangle courbe.

6.5.4 Afin de spécifier la courbure, un sommet peut contenir de façon facultative un élément enfant

afin de spécifier la normale à la surface voulue au niveau du sommet. Il convient que la normale

soit exprimée en unités de longueur et qu’elle soit dirigée vers l’extérieur. Si cette norma le est spécifiée, il

convient que tous les côtés du triangle dont ce sommet est le point d’intersection soient courbes afin d’être

perpendiculaires à cette normale et situés dans le plan défini par la normale et le côté droit d’origine. Si un

sommet est référencé par deux volumes, la normale est considérée séparément pour chaque volume, et il

convient que sa direction soit interprétée comme cohérente avec le volume à l’étude (dirigé vers l’extérieur). Il

convient que les sommets ayant une normale ambiguë (car ils sont communs à plusieurs surfaces), ne

spécifient pas de normale.

6.5.5 Lorsque la courbure d’une surface au niveau d’un sommet n’est pas définie (par exemple, au niveau

d’une pointe, d’un coin ou d’un côté), un élément peut être utilisé pour spécifier la courbure d’un seul

côté non-linéaire reliant deux sommets. La courbure est spécifiée à l’aide des vecteurs directeurs de la

tangente au début et à la fin de ce côté. L’élément prévaudra en cas de contradiction avec la

courbure impliquée par un élément .

6.5.6 Les normales ne doivent pas être spécifiées pour les sommets uniquement référencés par des

triangles plans. Les tangentes des côtés ne doivent pas être spécifiées pour les côtés linéaires des triangles

plats.

6.5.7 Lors de l’interprétation des normales et des tangentes, l’interpolation d’Hermite sera utilisée. Voir les

formules pour effectuer cette interpolation à l’Annexe A.3.

6.5.8 La géométrie ne doit pas être utilisée pour décrire la structure d’appui. Seule la structure finale de la

cible doit être décrite.

6.6 Limites géométriques — Toutes les géométries doivent respecter les restrictions suivantes :

6.6.1 Chaque triangle doit avoir exactement trois sommets différents.

6.6.2 Les triangles ne peuvent pas s’entrecouper ou se superposer sauf au niveau de leurs côtés ou de

leurs sommets communs.

6.6.3 Les volumes doivent contenir un espace fermé avec un volume différent de zéro.

6.6.4 Les volumes ne peuvent pas se superposer.
6.6.5 Chaque sommet doit être référencé par au moins trois triangles.

6.6.6 Chaque paire de sommets doit être référencée par zéro ou deux triangles par volume.

6.6.7 Deux sommets ne peuvent pas avoir des coordonnées identiques.

6.6.8 La direction vers l’extérieur de triangles partageant un côté dans le même volume doit être cohérente.

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7 Spécification des matériaux

7.1 Des matériaux sont introduits à l’aide de l’élément . N’importe quel nombre de matériaux

peut être défini à l’aide de l’élément . À chaque matériau est attribué un ID unique. Des volumes

géométriques sont associés aux matériaux en spécifiant un materialid au sein de l’élément .

N’importe quel nombre de matériaux peut être défini. Le materialid « 0 » est réservé à aucun matériau

(vide) (voir Figure 2).

Figure 2 — (a) Patch de triangles par défaut (plat), (b) Triangle courbe utilisant les normales au

sommet, (c) Triangle courbe utilisant les tangentes au côté, (d) Subdivision d’une pièce de triangle

courbe en quatre sous-pièces courbes, et (e) Fichier AMF contenant la géométrie courbe

7.2 Les attributs de matériau sont contenus au sein d e chaque . L’élément est

utilisé pour spécifier l’aspect rouge/vert/bleu/alpha (RGBA) du matériau (voir Article 8 sur la couleur). Des

propriétés supplémentaires relatives au matériau peuvent être spécifiées à l’aide de l’élément ,

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telles que le nom du matériau à des fins opérationnelles ou les propriétés élastiques de l’équipement pouvant

contrôler ces propriétés. Pour plus d’informations, voir l’Annexe A.1 (voir Figure 3).

Note 1 — Un fichier AMF qui contient cinq matériaux. Le matériau 3 est un mélange homogène 40/60 % des deux

premiers matériaux. Le Matériau 4 est un matériau nuancé verticalement et le Matériau 5 a une sous-structure périodique

en damier.
Figure 3 — Matériaux homogènes et composites
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7.3 Matériaux et sous-structures mélangés et nuancés :

7.3.1 De nouveaux matériaux peuvent être définis comme des compositions d’autres matériaux. L’élément

est utilisé pour spécifier les pr oportions de la composition sous forme d’une constante ou

d’une formule exprimée en fonction des coordonnées x, y, et z. Une proportion de mélange sous forme d’une

constante conduira à un matériau homogène. Une composition dépendante des coordonnées peut conduire à

un matériau nuancé. Des proportions dépendantes des coordonnées plus complexes peuvent conduire à des

gradients de matériaux non-linéaires ainsi qu’à une sous-structure périodique et non-périodique. La formule

des proportions peut également faire référence à une représentation de l’état de surface à l’aide de la fonction

tex(textureid,x,y,z) (voir Annexe A.1).

7.3.2 N’importe quel nombre de matériaux peut être défini. Toute valeur de proportions de matériaux

négative sera interprétée comme une proportion zéro. Les proportions de matériaux doivent être normalisées

afin de déterminer les rapports réels.

7.3.3 Même si l’élément peut être, en théori e, utilisé pour décrire la géométrie complète

d’un objet sous la forme d’une fonction ou d’un état de surface unique, une telle utilisation est déconseillée

(cependant voir l’Annexe X.2). Il est prévu qu e l’élément soit utilisé pour la description de

mésostructures cellulaires.

7.4 Matériaux poreux — Une référence à « 0 » (vide) peut être utilisée pour spécifier les

structures poreuses. La proportion de vide ne peut être que 0 ou 1. Toute valeur fractionnaire sera interprétée

comme 1 (c’est-à-dire que tout vide fractionnaire sera considéré comme complètement vide).

7.5 Matériaux stochastiques — Une référence à la fonction rand(x,y,z) peut être uti lisée pour

spécifier les matéria ux pseudo-aléatoire. Par exemple, un matériau composite pourrait combiner deux

matériaux de base dans des proportions aléatoires dans lesquelles la proportion exacte peut dépendre des

coordonnées de plusieurs façons. La fonction rand(x,y,z) produit un scalaire aléatoire dans la plage [0,1)

constant au fil des appels de fonction (voir Annexe A.4).
8 Spécification des couleurs

8.1 Les couleurs sont i ntroduites à l’aide de l’ élément en spécifiant les valeurs RGBA

(transparence) dans un espace de couleurs spécifié. Par défaut, l’espace de couleurs doit être sRGB (2) mais

des profils alternatifs peuvent être spécifiés à l’aide de la balise de métadonnées dans l’élément racine

(voir Annexe A.1). L’élément peut être inséré au niveau du matériau pour associer une couleur à un

matériau, au niveau de l’objet pour colorer un objet en entier, au niveau du volume pour colorer un volume en

entier, au niveau d’un triangle pour colorer un triangle, ou au niveau d’un sommet pour associer une couleur à

un sommet particulier (voir Figure 4).
10 © ISO/ASTM International 2013 – Tous droits réservés
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ISO/ASTM 52915:2013(F)

Note 1 — Une couleur absolue peut être associée à un matériau, à un volume ou à un sommet. Un sommet peut

également être associé à une coordonnée dans un fichier d’état de surface de couleur.

Figure 4 — Spécification des couleurs

8.2 La couleur d’un objet prévaut sur la spécification des couleurs, la couleur d’un volume prévaut su r la

couleur d’un objet, les couleurs d’un sommet prévalent sur les couleurs du volume, et la couleur d’un triangle

prévaut sur la couleur d’un sommet.
8.3 Couleurs nuancées et représentation des états de surface :

8.3.1 Une couleur peut é galement être spécifié e en faisant référence à u ne formule pouvant utiliser

diverses fonctions y compris une représentation de l’état de surface.
8.3.2 Lorsqu’il fait
...

NORME ISO/ASTM
INTERNATIONALE 52915
Première édition
2013-06-01
Spécification normalisée pour le format
de fichier pour la fabrication additive
(AMF) Version 1.1
Standard specification for additive manufacturing file format (AMF)
Version 1.1
Numéro du référence
ISO/ASTM 52915:2013(F)
ISO/ASTM International 2013
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ISO/ASTM 52915:2013(F)
© ISO/ASTM International 2013

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous

quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit

soit de l'ISO à l'adresse ci-après, soit d'un organisme membre de l'ISO dans le pays du demandeur. Aux États-Unis, les demandes

doivent être adressées à ASTM International.
ISO copyright office ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700,
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20 West Conshohocken, PA 19428-2959, USA
Tel. + 41 22 749 01 11 Tel. +610 832 9634
Fax + 41 22 749 09 47 Fax +610 832 9635
E-mail copyright@iso.org E-mail khooper@astm.org
Web www.iso.org Web www.astm.org
Published in Switzerland
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Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2,

www.iso.org/directives.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet

de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails

concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés

lors de l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou sur la liste ISO des

déclarations de brevets reçues, www.iso.org/patents.

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour

information à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une

recommandation.

L'ISO/ASTM 52915 a été élaborée par ASTM International (en tant que norme ASTM F2915) et a été

adoptée selon une procédure spéciale par «voie express» par le comité technique ISO/TC 261,

Fabrication additive, parallèlement à son approbation par les comités membres de l'ISO. Cela a été

défini dans un accord de coopération de l'organisme de développement des normes partenaire entre

l'ISO/TC 261, Fabrication additive, et le comité F42, Fabrication additive, d'ASTM International.

Cette première édition de l'ISO/ASTM 52915 annule et remplace l'ASTM F2915-12.
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Spécification normalisée pour le format de fichier pour la
fabrication additive (AMF) Version 1.1 —

La présente norme est publiée sous la désignation fixe ISO/ASTM 52915. Le nombre qui se trouve

juste derrière la désignation indique l'année de l'adoption originale ou, en cas de révision, l'année de

la dernière révision. Un nombre entre parenthèses indique l'année de la dernière confirmation.

1 Domaine d’application

1.1 La présente spécification décrit un cadre pour un format d’échange dans le but de traiter les besoins

actuels et futurs de la technologie de fabrication additive. Au cours des trois dernières décennies, le format de

fichier STL a constitué, au sein de la profession, la norme pour les échanges d’informations entre les

programmes de conception et les équi pements de fabrication additive. Un fichier STL contient uniquement

des informations concernant le ma illage des surfaces ; il ne contient aucune dispos ition concernant la

représentation de la couleur, de l’état de surfa ce, de la matière, de la structure interne et d’autres propriétés

de l’objet cible fabriqué. Compte tenu d e l’évolution rapide de la technologie de fabrication additive qui est

passée de la production de formes homogènes constituées d’un seul matériau à la production de géométries

multi-matériaux en pleines couleurs avec des matériaux comportant des nuances fonctionnelles et des

microstructures, on observe un besoin croissant de disposer d’un format de fichier d’échange normalisé

capable de permettre l’utilisation de ces caractéristiques.

1.2 Le fichier pour la fabrication additive (AMF) peut être élaboré, affiché et transmis sur support papier ou

électronique, sous réserve qu’il comprenne les informations requises par la présente spécification. Lorsque ce

fichier est élaboré dans un format électronique structuré, le strict respect à un schéma de langage de balisage

extensible (XML)(1) est exigé pour prendre en charge une interopérabilité normalisée. Le document joint à la

présente spécification contient un schéma W3C XML et l’Annexe A.1 contient un guid e de mise en œuvre

pour ce type de représentation.

1.3 La présente norme n’a pas pour objectif de traiter t ous les problèmes de sécurité, lorsqu'ils existent,

associés à son utilisation. Il appartient à l’utilisateur de la présente norme d’établir des pratiques appropriées

en matière d'hygiène et de sécurité et de déterminer l’applicabilité de restrictions réglementaires avant

l'utilisation.

1.4 La présente norme n’a pas pour objectif de traiter tous les problèmes de droits d’auteur et de propriété

intellectuelle, lorsqu'ils existent, associés à son utilisation. Il appartient à l’utilisateur de la présente norme de

respecter toute réglementation en m atière de propriété intellectuelle concernant l’utilisation des inform ations

codées dans ce format de fichier.

La présente spécification relève de la compétence du Comité F42 « Technologies de fabrication additive » d’ASTM et

est placée sous la responsabilité directe du sous-comité F42.04 « Conception ».

L’édition actuelle a été approuvée le 1 mars 2012. Elle a été publiée en avril 2012 et initialement approuvée en 2011. Sa

dernière édition a été approuvée en 2011 sous le titre F2915-11. DOI: 10.1520/F2915-12.

Les nombres en caractères gras présentés entre parenthèses se rapportent à la liste de références fournie à la fin de la

présente norme.
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2 Termes et définitions
2.1 Définitions de termes spécifiques à la présente norme :

2.1.1 Le présent article fournit des définitions de termes spécifiques à la présente norme ; ces termes

comprennent également les termes courants rencontrés dans de nombreux documents traitant du langage de

balisage extensible (XML) ainsi que de la fabrication additive. Voir également l’Annexe A.1 pour les définitions

de termes supplémentaires propres à la présente spécification.
2.1.2
attribut

caractéristique de données, représentant un ou plusieurs aspects, descripteurs, ou éléments des données

2.1.2.1 Note — Dans des systèmes orientés objets, les attributs sont des caractéristiques d’objets. En

langage XML, les attributs sont des caractéristiques d’éléments.
2.1.3
commentaires

tous les commentaires sous forme de texte, associés à des données dans le fichier de fabrication additive

(AMF), ne contenant pas de données fondamentales pertinentes techniques ou administratives ni de renvois

à des références externes au fichier AMF
2.1.4
applications spécifiques à des domaines

ensembles supplémentaires et facultatifs d’éléments de données AMF spécifiques à des domaines tels que

nouveaux procédés de fabrication additive, flux de production et gestion de chaîne logistique

2.1.4.1 Note — Les ensembles de données relatifs aux applications spécifiques au domaine AMF seront

élaborés et évalués séparément à partir de cette spécification.
2.1.5
langage de balisage extensible, XML

norme établie par le WorldWideWeb Consortium (W3C) permettant le balisage du contenu des informations

dans les documents et offrant un moye n de représentation de contenu dans un format lisible à la fois par

l’homme et par la machine

2.1.5.1 Note — Grâce à l’utilisation de feuilles de style et de schémas personnalisables, les informations

peuvent être représentées de manière uniforme, permettant ainsi l’échange à la fois de contenu (données) et

de format (métadonnées).
2.1.6
STL (format de fichier)

format de fi chier spécifique aux logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) utilisés en

stéréolithographie, compatible avec de nombreux progiciels ; il est largement utilisé pour le prototypage rapide

et la fabrication assistée par ordinateur

2.1.6.1 Note — Les fichiers STL décrivent uniquement la géométrie de surface d’un objet en trois

dimensions comme un pavage de triangles sans aucune représentation de couleur, d’état de surface, ou

autres attributs des modèles de CAO courants. Le format STL spécifie à l a fois le code ASCII (American

Standard Code for Information Interchange) et les représentations binaires.
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3 Considérations essentielles

3.1 Il existe un compromis naturel entre la généralité d’un format de fichier et son utilité pour un but

spécifique. Ainsi, les caractéristiques destinées à répondre aux besoins d’une communauté peuvent

compromettre l’utilité d’un format de fichier po ur d’autres usages. Pour assurer une mise e n œuvre réussie

dans le domaine de la fabrication additive, ce format de fichier est conçu pour répondre aux problématiques

suivantes :

3.1.1 Indépendance vis à vis de toute technologie — Le format de fichier doit décrire un objet de façon

générale afin que toute machine puisse le construire de la meilleure manière possible. Le format de fichier est

indépendant de la résolution et l’épaisseur des couches et il ne contient aucune information spécifique à un

procédé ou à une technique de fabrication. Ceci n’exclut pas la présence de propriétés que seules certaines

machines évoluées sont capables de supporter (par ex emple, couleur, multi-matériaux, etc.), mais ces

propriétés sont définies de manière à éviter toute exclusivité.

3.1.2 Simplicité — Le format de fichier AMF est facile à comprendre et à mettre en œuvre. Afin d’en

faciliter la compréhension et l’adoption, le format p eut être lu et débogué dans un simple éditeur de texte

ASCII. Aucune information identique n’est mémorisée dans plusieurs endroits.

3.1.3 Adaptabilité — Le format de fichier s’adapte en fonction de l’augmentation de la complexité et de la

taille des pièces et en fonction de l’augmentation de la résolution et de la précision des équipements de

fabrication. Cela inclut l’aptitude à traiter de grandes séries d’objets identiques, des caractéristiques internes

répétées complexes (par exemple, maillage s), des su rfaces incurvées lisses avec un e résolution fine

d’impression et de multiples composants agencés de manière optimale pour l’impression.

3.1.4 Performance — Il convient que le format de fichier accorde une durée raisonnable (temps interactif)

pour les opérations de lecture-écriture et permette des tailles de fichiers raisonnables pour un objet type de

grande taille. Des données de performance détaillées sont fournies à l’Annexe X.1.

3.1.5 Compatibilité descendante — Tout fichier STL existant peut être directement converti en un fichier

AMF valide sans aucune perte d’informations ni exigence d’informations supplémentaires. De même, les

fichiers AMF sont facilement reconvertis en format STL pour être utilisés sur des systèmes existants, sachant

que des caractéristiques spécifiques seront perdues. Ce format maintient la représentation de géométrie de

maillage en triangles pour tirer profit de l’algorithme de coupe optimisé existant et de l’infrastructure de code

déjà existante.

3.1.6 Compatibilité ultérieure — Pour rester utilisable dans une industrie évoluant rapidement, ce format

de fichier est facilement extensible tout en re stant compatible avec d es versions et d es technologies

antérieures. Cela permet d’ajouter de nouvelles caractéristiques au fur et à mesu re de l’évolution de la

technologie, tout en restant parfaitement fonctionnel pour des géométries homogènes simples sur les logiciels

les plus anciens.
4 Structure de la présente spécification

4.1 Les informations fournies dans la présente spécification sont mémorisées au format XML. XML est un

fichier texte ASCII comprenant une liste d’éléments et d’attributs. L’utilisation de ce format de don nées

largement reconnu permet d’accéder à une importante source d’outils permettant de créer, de visualiser, de

manipuler, d’analyser et de stocker des fichiers AMF. Le fait qu’un fichier XML soit lisible par l’homme permet

le débogage des erreurs dans le fichier. Le fichier XML peut être compressé, crypté, ou les deux si cela est

souhaité, lors d’une étape post-traitement à l’aide de programmes normalisés hautement optimisés.

4.2 Le format XML offre u n autre avantage significatif qui réside dans sa flexibilité intrinsèque. Dans la

mesure où le document est conforme au standard XML, des paramètres manquants ou supplémentaires ne

constituent pas un problème pour un analy seur. En pratique, cela p ermet d’ajouter de n ouvelles

caractéristiques sans avoir besoin d e mettre à jour d’anciennes versions du programme analyseur, comme

dans le cas des logiciels légaux.
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4.3 Précision — Ce format de fichier ne se préoccupe pas de la précision de la représentation des valeurs

numériques. Il appartient au programme générateur d’écrire autant de chiffres que nécessaires pour une

représentation correcte de l’objet cible. Toutefois, il convient qu’un programme analyseur lise et traite de s

nombres réels en double précision (64 bits).

4.4 Amendements et ajouts ultérieurs — Des éléments XML supplémentaires peuvent être ajoutés à tout

fichier AMF à toute fin, mais ils ne seront pas considérés comme faisant partie de la présente spécification.

Un élément AMF officieux peut être ignoré par un lecteur et n’a pas besoin d’être stocké ou reproduit. Un

élément ne devient officiel que lorsqu’il a été formellement accepté dans la présente spécification.

5 Structure générale

5.1 Le fichier AMF commence par la ligne de déclaration XML spécifiant la version et le codage XML, par

exemple :

5.2 Des lignes vierges et des commentaires XML standards peuvent être intercalés dans le fichier et seront

ignorés par un interpréteur, par exemple :

5.3 Le reste du fichier est contenu entre un élément d’ouverture et un élément de

fermeture. Ces éléments sont nécessaires pour décrire le type de fichier, ainsi que pour répondre à l’exigence

selon laquelle tous les fichiers XML o nt un élément racine unique. La version de la n orme AMF ainsi que

toutes les déclarations d’espaces de nommage XM L standard peuvent être utilisées, comme par exemple

l’attribut destiné à identifier le langage humain utilisé. Le système d’unités peut être également

spécifié (millimètres, inches, feet, mètres ou micromètres). Si aucune unité n’e st spécifiée, on suppose qu’il

s’agit de millimètres.

5.4 Entre les parenthèses AMF, il existe cinq éléments de niveau supérieur :

5.4.1 — L’élément définit un vol ume ou des volumes de matériaux, chacun étant

associé à une identification (ID) de m atériau pour l’impression. Au moins un élément doit être

présent dans le fichier. Des objets supplémentaires sont facultatifs.

5.4.2 — L’élément facultatif définit un ou pl usieurs matériaux pour l’impression

avec un ID de matériau associé. Si aucun élément n’est inclus, on suppose un seul matériau

par défaut.

5.4.3 — L’élément facultatif définit une ou plusieurs images ou états de surface

pour le mapping des couleurs et des états de surface, chacun avec un ID d’état de surface associé.

5.4.4 — L’élément facultatif combine de façon hiérarchique des

objets et d’autres constellations dans un modèle relatif pour l’impressi on. Si aucun élément

n’est spécifié, chaque élément sera im porté sans données de position

associées. Le programme analyseur peut déterminer le positionnement relatif des objets si plus d’un objet est

spécifié dans le fichier.

5.4.5 — L’élément facultatif spécifie des informations supplémentaires relatives

à l’(aux) objet(s) et aux éléments contenus dans le fichier.

5.5 Un seul élément est requis pour un fichier AMF entièrement fonctionnel.

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6 Spécification de la géométrie

6.1 L’élément de niveau supérieur spécifie un ID unique et contient deux éléments enfants :

et . L’élément peut, de façon facultative, spécifier un matériau.

6.2 Les éléments requis énumèrent tous les sommets utilisés dans cet objet. À chaque

sommet est attribué de façon implicite un nombre dans l’ordre dans lequel il a été déclaré en commençant par

zéro. L’élément enfant requis donne la position du point dans un espace à trois dimensions

(3D) à l’aide des éléments , , et .

6.3 Après les informations relatives au sommet, au moins un élément doit être inclus. Chaque

volume renferme un volume fermé de l’objet. Plusieurs volumes peuvent être spécifiés dans un seul objet.

Des volumes peuvent partager des sommets au niveau des interfaces mais ne peuvent pas avoir de volume

en commun.

6.4 Au sein de chaque volume, l’élément enfant doit être utilisé pour définir des triangles qui

pavent la surface du volume. Chaque élément énumérera trois sommets à partir de l’ensemble

des indices des sommets définis précédemment. Les indices des trois sommets des triangles sont spécifiés à

l’aide des éléments , , et . L’ordre des sommets doit être conforme à la règle de la main droite

afin que les sommets soient énumérés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre comme perçus de

l’extérieur. À chaque triangle est implicitement attribué un nombre dans l’ordre dans lequel il a été déclaré en

commençant par zéro (voir Figure 1).
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Figure 1 — Fichier AMF de base contenant une liste des sommets et triangles — Cette structure est

compatible avec la norme STL
6.5 Géométrie lisse :

6.5.1 Par défaut, tous les triangles sont supposés être plats et tous les côtés des triangles sont supposés

être des lignes droites reliant leurs deux sommets. Cependant, les triangles courbes et les côtés courbes

peuvent, de manière facultative, être spécifiés pour réduire le nombre d’éléments de maillage requis pour

décrire une surface courbe.

6.5.2 Lors de la lecture, une pièce de triangles courbes doit être partagée de façon récursive en quatre

triangles par le prog ramme analyseur afin de gé nérer un e nsemble temporaire de triangles plats à la

résolution voulue pour la fabrication ou l’affichage. La profondeur de la récursivité doit être déterminée par le

programme analyseur, mais un niveau minimal de quatre est recommandé (c’est-à-dire, convertir un seul

triangle courbe en 256 triangles plats).
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6.5.3 Lors de l’écriture, le logiciel de cod age doit déterminer automatiquement le nombre minimal de

triangles courbes requis pour spécifier la géométrie cible à la tolérance voulue, en considérant que l’analyseur

effectuera au moins quatre niveaux de subdivision pour tout triangle courbe.

6.5.4 Afin de spécifier la courbure, un sommet peut contenir de façon facultative un élément enfant

afin de spécifier la normale à la surface voulue au niveau du sommet. Il convient que la normale

soit exprimée en unités de longueur et qu’elle soit dirigée vers l’extérieur. Si cette norma le est spécifiée, il

convient que tous les côtés du triangle dont ce sommet est le point d’intersection soient courbes afin d’être

perpendiculaires à cette normale et situés dans le plan défini par la normale et le côté droit d’origine. Si un

sommet est référencé par deux volumes, la normale est considérée séparément pour chaque volume, et il

convient que sa direction soit interprétée comme cohérente avec le volume à l’étude (dirigé vers l’extérieur). Il

convient que les sommets ayant une normale ambiguë (car ils sont communs à plusieurs surfaces), ne

spécifient pas de normale.

6.5.5 Lorsque la courbure d’une surface au niveau d’un sommet n’est pas définie (par exemple, au niveau

d’une pointe, d’un coin ou d’un côté), un élément peut être utilisé pour spécifier la courbure d’un seul

côté non-linéaire reliant deux sommets. La courbure est spécifiée à l’aide des vecteurs directeurs de la

tangente au début et à la fin de ce côté. L’élément prévaudra en cas de contradiction avec la

courbure impliquée par un élément .

6.5.6 Les normales ne doivent pas être spécifiées pour les sommets uniquement référencés par des

triangles plans. Les tangentes des côtés ne doivent pas être spécifiées pour les côtés linéaires des triangles

plats.

6.5.7 Lors de l’interprétation des normales et des tangentes, l’interpolation d’Hermite sera utilisée. Voir les

formules pour effectuer cette interpolation à l’Annexe A.3.

6.5.8 La géométrie ne doit pas être utilisée pour décrire la structure d’appui. Seule la structure finale de la

cible doit être décrite.

6.6 Limites géométriques — Toutes les géométries doivent respecter les restrictions suivantes :

6.6.1 Chaque triangle doit avoir exactement trois sommets différents.

6.6.2 Les triangles ne peuvent pas s’entrecouper ou se superposer sauf au niveau de leurs côtés ou de

leurs sommets communs.

6.6.3 Les volumes doivent contenir un espace fermé avec un volume différent de zéro.

6.6.4 Les volumes ne peuvent pas se superposer.
6.6.5 Chaque sommet doit être référencé par au moins trois triangles.

6.6.6 Chaque paire de sommets doit être référencée par zéro ou deux triangles par volume.

6.6.7 Deux sommets ne peuvent pas avoir des coordonnées identiques.

6.6.8 La direction vers l’extérieur de triangles partageant un côté dans le même volume doit être cohérente.

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7 Spécification des matériaux

7.1 Des matériaux sont introduits à l’aide de l’élément . N’importe quel nombre de matériaux

peut être défini à l’aide de l’élément . À chaque matériau est attribué un ID unique. Des volumes

géométriques sont associés aux matériaux en spécifiant un materialid au sein de l’élément .

N’importe quel nombre de matériaux peut être défini. Le materialid « 0 » est réservé à aucun matériau

(vide) (voir Figure 2).

Figure 2 — (a) Patch de triangles par défaut (plat), (b) Triangle courbe utilisant les normales au

sommet, (c) Triangle courbe utilisant les tangentes au côté, (d) Subdivision d’une pièce de triangle

courbe en quatre sous-pièces courbes, et (e) Fichier AMF contenant la géométrie courbe

7.2 Les attributs de matériau sont contenus au sein d e chaque . L’élément est

utilisé pour spécifier l’aspect rouge/vert/bleu/alpha (RGBA) du matériau (voir Article 8 sur la couleur). Des

propriétés supplémentaires relatives au matériau peuvent être spécifiées à l’aide de l’élément ,

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telles que le nom du matériau à des fins opérationnelles ou les propriétés élastiques de l’équipement pouvant

contrôler ces propriétés. Pour plus d’informations, voir l’Annexe A.1 (voir Figure 3).

Note 1 — Un fichier AMF qui contient cinq matériaux. Le matériau 3 est un mélange homogène 40/60 % des deux

premiers matériaux. Le Matériau 4 est un matériau nuancé verticalement et le Matériau 5 a une sous-structure périodique

en damier.
Figure 3 — Matériaux homogènes et composites
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7.3 Matériaux et sous-structures mélangés et nuancés :

7.3.1 De nouveaux matériaux peuvent être définis comme des compositions d’autres matériaux. L’élément

est utilisé pour spécifier les pr oportions de la composition sous forme d’une constante ou

d’une formule exprimée en fonction des coordonnées x, y, et z. Une proportion de mélange sous forme d’une

constante conduira à un matériau homogène. Une composition dépendante des coordonnées peut conduire à

un matériau nuancé. Des proportions dépendantes des coordonnées plus complexes peuvent conduire à des

gradients de matériaux non-linéaires ainsi qu’à une sous-structure périodique et non-périodique. La formule

des proportions peut également faire référence à une représentation de l’état de surface à l’aide de la fonction

tex(textureid,x,y,z) (voir Annexe A.1).

7.3.2 N’importe quel nombre de matériaux peut être défini. Toute valeur de proportions de matériaux

négative sera interprétée comme une proportion zéro. Les proportions de matériaux doivent être normalisées

afin de déterminer les rapports réels.

7.3.3 Même si l’élément peut être, en théori e, utilisé pour décrire la géométrie complète

d’un objet sous la forme d’une fonction ou d’un état de surface unique, une telle utilisation est déconseillée

(cependant voir l’Annexe X.2). Il est prévu qu e l’élément soit utilisé pour la description de

mésostructures cellulaires.

7.4 Matériaux poreux — Une référence à « 0 » (vide) peut être utilisée pour spécifier les

structures poreuses. La proportion de vide ne peut être que 0 ou 1. Toute valeur fractionnaire sera interprétée

comme 1 (c’est-à-dire que tout vide fractionnaire sera considéré comme complètement vide).

7.5 Matériaux stochastiques — Une référence à la fonction rand(x,y,z) peut être uti lisée pour

spécifier les matéria ux pseudo-aléatoire. Par exemple, un matériau composite pourrait combiner deux

matériaux de base dans des proportions aléatoires dans lesquelles la proportion exacte peut dépendre des

coordonnées de plusieurs façons. La fonction rand(x,y,z) produit un scalaire aléatoire dans la plage [0,1)

constant au fil des appels de fonction (voir Annexe A.4).
8 Spécification des couleurs

8.1 Les couleurs sont i ntroduites à l’aide de l’ élément en spécifiant les valeurs RGBA

(transparence) dans un espace de couleurs spécifié. Par défaut, l’espace de couleurs doit être sRGB (2) mais

des profils alternatifs peuvent être spécifiés à l’aide de la balise de métadonnées dans l’élément racine

(voir Annexe A.1). L’élément peut être inséré au niveau du matériau pour associer une couleur à un

matériau, au niveau de l’objet pour colorer un objet en entier, au niveau du volume pour colorer un volume en

entier, au niveau d’un triangle pour colorer un triangle, ou au niveau d’un sommet pour associer une couleur à

un sommet particulier (voir Figure 4).
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Note 1 — Une couleur absolue peut être associée à un matériau, à un volume ou à un sommet. Un sommet peut

également être associé à une coordonnée dans un fichier d’état de surface de couleur.

Figure 4 — Spécification des couleurs

8.2 La couleur d’un objet prévaut sur la spécification des couleurs, la couleur d’un volume prévaut su r la

couleur d’un objet, les couleurs d’un sommet prévalent sur les couleurs du volume, et la couleur d’un triangle

prévaut sur la couleur d’un sommet.
8.3 Couleurs nuancées et représentation des états de surface :

8.3.1 Une couleur peut é galement être spécifié e en faisant référence à u ne formule pouvant utiliser

diverses fonctions y compris une représentation de l’état de surface.
8.3.2 Lorsqu’il fait
...

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