3Dプリンターは、“デジタルデータによるものづくり”です。表現したい造形物をつくるためには、3次元の形状データが必要になります。まずは3Dデータを作成するための主な方法には、モデリングと3Dスキャンの二つの方法があります。

それ以外にも、一般的に建築や設計、製造現場でも多く使われている2D−CADデータから3Dデータに変換する方法もあります。ただし3Dの形状をそのまま再現するというわけにはいかず、手を加える必要があります。

モデリングとは？

3Dデータの作成を製作の現場ではモデリングと言いますが、これは下絵やデザイン画などの構想段階から検証までを行いながら最終的な立体モデルのデータを作成する作業になります。主に精密部品や工業用品をつくるのであれば、正確な寸法なども入れられる3D-CADでつくるのが一般的です。寸法を規定するのが難しく、有機的な形状になるものは3D-CGを使用する方が向いています。

いずれのソフトにも得手不得手があり、デザインする形状や用途によって選ぶソフトは変わります。またモデリングを行う際には、ソフトの操作スキルも必要ですが、まずはつくりたいもの、プロダクトの形状を把握することが必須になります。

最初はフリーハンドでよいので作りたいものの形状をパーツごとに書き出してみましょう。

3Dデータから造形物ができるまで

3Dデータは、三次元の情報をもったSTL形式のデータへの変換が必要となります。STL形式は、3D CADソフト用のファイル形式のひとつで、ほとんどのソフトでサポートされています。

ただし、STL形式のデータは、そのままでは積層造形に使うことができず、3Dプリンターの制御コードであるG—codeに変換するスライサーが必要になります。スライサーとは、その名の通り3Dデータを各層毎にスライスしてくれるソフトで、立体モデルを造形するために必要なものです。最近ではほとんどの場合、3Dデータを作成するソフトに組み込まれています。

3Dモデルの表現方法

3Dモデルのデータ表現には、基本の3つの方式があります。「ワイヤーフレーム」「サーフェス」「ソリッド」です。それぞれを簡単に説明しておきましょう。

ワイヤーフレーム

中身や面がなく、立体形状を点と線で表現したものです。形状の形成の過程ではワイヤーフレームが多く用いられます。基本形状を検討するのに適しています。

サーフェス

ワイヤーフレームに面情報を加えたものがサーフェスです。中身がない中空であり体積がないため、複雑な形状のものの設計に向いています。例えば自動車のボディのデザインなどに適しています。

ソリッドモデル

ソリッドモデルはサーフェスモデルに中身がつまったものです。現在、使用される3D−CADの多くがこのソリッドモデルです。中身が詰まっているので、体積や重量などを求めやすく、シンプルな形状の設計に適しています。