3Dプリンターのデータの作り方5選｜失敗せずに出力する方法と注意点

3Dデータの作り方がわからず、 3Dプリンターの導入に踏み切れない方は多いのではないでしょうか。この記事では、3Dプリンターに必要なデータの基礎知識や作り方、作成時の注意点などを解説します。記事を読むと、初心者の方でも3Dプリンター用データの作成方法を理解しやすくなります。

3Dプリンター用のデータを作成する方法には、3DCADや3DCGツール、3Dスキャナーを使用する方法があります。3Dプリンターで作りたいものの種類や精度に合わせて、3Dデータを作りましょう。

3Dプリンターに必要なデータの基礎知識

3Dプリンターで物を作る際には、3Dデータと呼ばれる設計図が必要です。3Dデータの基礎知識として、以下のポイントを解説します。

• 2Dデータと3Dデータの違い
• 3Dデータ作成に必要なソフト
• STL形式とOBJ形式の違い

2Dデータと3Dデータの違い

2Dデータは、縦と横の2方向の情報だけで成り立つ平面的なデータで、図面やイラスト、写真などに使われます。2Dデータは比較的軽量で処理がしやすく、印刷物や画面表示に適しています。

一方、3Dデータは縦と横、高さの3方向の情報でできた立体的なデータです。物の形だけでなく、3Dデータでは体積や表面の状態なども記録できます。3Dデータはシミュレーションや設計、3Dプリンターでの出力など、幅広い分野で活用されています。

3Dデータ作成に必要なソフト

3Dデータを作る際には、以下のような3Dデータ作成用のソフトが必要です。

ソフトの種類	用途
3DCADソフト	ものの長さや角度を細かく設定し、正確な形状を作りたい場合に使用します。
3DCGソフト	ゲームのキャラクターや動物など、自由な発想で形を作りたい場合に必要です。
3Dスキャナー用ソフト	現実の物体をスキャンし、精度や設定に応じた3Dデータを作成できます。
スライサーソフト	完成した3Dデータを3Dプリンターの印刷用データに変換できます。

» 筑波大学「GISと3Dプリンターを用いた地形モデルの製作方法」(外部サイト)

ソフトの種類によって特徴が異なるため、3Dプリンターで作りたいものに合わせて選ぶ必要があります。

3Dプリンターのデータの作り方5選

3Dプリンターのデータの作り方は、主に以下の5つです。

• 3DCADソフトを使ってモデリングする
• 3DCGツールでクリエイティブなデザインを作成する
• 実物を3Dスキャナーでデータ化する
• 2DCADデータを3Dデータに変換する
• 3Dデータ配布サイトからダウンロードする

工業製品のように高精度が求められる3Dデータの場合は3DCAD、曲面や装飾の多いデザインには3DCGツールが適しています。

3DCADソフトを使ってモデリングする

3DCADソフトは物の大きさや形を数字で細かく設定できるため、部品や工業製品などの精度が重要な設計に最適です。データの設計後でも、3DCADソフトでは寸法などの数字を変更するだけで簡単に形状を修正できます。

無料で使える初心者向け3DCADソフトもあります。3DCADソフトは機能が豊富で専門的な作業に対応できる反面、操作に慣れるまでに少し時間がかかります。

3DCGツールでクリエイティブなデザインを作成する

見た目の面白さや芸術的な表現を重視したい場合は、3DCGツールを使いましょう。3DCGツールは、造形の自由度が高く、滑らかな曲線や複雑なディテール、質感の表現に優れているのが特徴です。

オリジナルのフィギュアやゲーム・アニメのキャラクター、アート作品などを作りたい方には、3DCGツールが最適です。3DCGツールの中には、粘土をこねるように直感的なデザインができるものもあります。

実物を3Dスキャナーでデータ化する

手元にある現物を3Dプリンターで再現したい場合、3Dスキャナーを使ってデータ化する方法があります。 3Dスキャナーは、物体に光やレーザーを当てて立体的な形を読み取り、データ化する機械です。

軽量でコンパクトなハンディタイプや机の上に置いて使うタイプなど、さまざまな種類の3Dスキャナーがあります。 

スキャン後の3Dデータに不要な点が含まれていたり、形の一部が欠けたりしている場合は、ソフトで修正が必要です。

2DCADデータを3Dデータに変換する

箱などの単純形状のデータを作るときは、2DCADデータを3Dデータに変換する方法が便利です。2DCADは長さや角度、面積などをミリ単位で厳密に指定できるため、寸法通りの設計を効率的に行えます。

2DCADデータを3DCADソフトに取り込み、押し出し機能や回転機能で立体感を加えて立体的な形にします。

3Dデータ配布サイトからダウンロードする

3Dデータ配布サイトを利用すれば、自分でデータを作る技術がなくても、3Dプリンターで使うデータを簡単に入手できます。「Thingiverse」や「MakerWorld」などのサイトでは、多くの3Dデータが無料で手に入ります。
ただし、データには著作権やライセンスが設定されている場合があり、商用利用が禁止されているものもあります。ダウンロード前に必ずライセンスの種類や利用規約を確認しましょう。

また、ダウンロードする前に3Dデータの使用可否を確認しましょう。 3Dデータが自分の3Dプリンターで問題なく印刷できるかどうかも、確認しておくと安心です。

【目的別】用途に応じた3Dデータ作成手段の選び方

3Dプリンターのデータ作成方法は、以下のように使用目的に応じて選択してください。

• 精密な部品を作成したいなら3DCADソフト
• フィギュアや芸術的な作品は3DCGツール
• 実物を再現したい場合は3Dスキャナー

精密な部品を作成したいなら3DCADソフト

機械の部品など、精密な部品を作成したい場合は3DCADソフトがおすすめです。 3DCADソフトでは長さや角度を正確に設定できるため、わずかな隙間やズレなどを調整できます。

3DCADソフトは設計図面としても活用できるため、製造業や試作開発でそのまま使えるデータを作成できます。

フィギュアや芸術的な作品は3DCGツール

キャラクターフィギュアや彫刻オブジェ、芸術作品などの3Dデータを作る場合は、3DCGツールがおすすめです。3DCGツールには直感的に操作しやすいものが多いため、3DCADソフトよりも自由な形状や複雑な曲線を簡単に作ることができます。デザインや芸術的な表現を重視したい場合は、3DCGツールを選択しましょう。

3DCGツールは、作品の完成度を高めたい場合やポートフォリオの制作にも役立ちます。

実物を再現したい場合は3Dスキャナー

現物を3Dプリンターで再現する場合は、3Dスキャナーを使う方法がおすすめです。 手動で形を作るのが難しい場合でも、3Dスキャナーを使えば簡単にデータ化できます。スキャンしたい物の大きさや、求めるデータの精度によって、最適な3Dスキャナーは異なります。

光る物や透明な物、黒い物は3Dスキャナーでうまく読み取れないため、注意が必要です。

3Dプリンターのデータ作成手順

3Dプリンター用データの作成手順は、以下のとおりです。

1. 3Dデータ作成ソフトをダウンロードする
2. 3Dプリンターに適した形式でモデリングする
3. 作ったデータをSTL形式などで書き出す
4. スライサーソフトで印刷用データに変換する

3Dデータ作成ソフトをダウンロードする

3Dプリンター用のデータを作る際は、3Dデータ作成ソフトをダウンロードする必要があります。ダウンロードする前に、3Dデータ作成の動作環境やライセンスを確認しましょう。学生や個人向けに無料プランを提供している3Dデータ作成ソフトもあります。

3Dデータ作成ソフトの初期設定が完了すると、3Dデータを作るための環境が整います。出力ファイル形式が3Dプリンターに対応しているかを確認しておくと、後の作業がスムーズです。

3Dプリンターに適した形式でモデリングする

3Dプリンターはデータ通りに造形するため、設計データに不備があると、造形ミスや歪みが発生しやすくなります。 実際に印刷するときのことを考えて慎重にモデルを設計すれば、失敗を防げます。

• モデルに不要な穴や隙間がないか確認する

• データ容量が大きすぎる場合はポリゴン数を調整する

• ソフトのエラーチェック機能を活用する

• 複雑な形状や大型部品は分割して設計する

• 可動部品などには適切な隙間を確保する
  

横方向に張り出したり、空中に浮くような構造を造形する場合は、サポート材が必要になります。

作ったデータをSTL形式などで書き出す

3Dプリンターでデータを正しく認識させるには、STLや3MFなどの形式で3Dデータをエクスポートする必要があります。3Dデータ作成ソフトのエクスポート機能を使い、以下のような手順で保存しましょう。

• モデルの完成を確認する（エラーや不具合がないかチェック）

• エクスポート（出力）メニューを開く

• 出力形式として「STL」や「3MF」を選択する

• 解像度や精度（ポリゴン数など）を設定する

• ファイル名と保存場所を指定する

• 保存を実行する

スライサーソフトで印刷用データに変換する

3DデータをSTLや3mf形式などで書き出したら、スライサーソフトで印刷用のデータに変換しましょう。STLや3mf形式のデータだけでは、3Dプリンターで物は作れません。 3Dプリンターが動作するためには、すべての指示が書かれた「Gコード」と呼ばれるデータが必要です。

スライサーソフトは3Dデータを印刷するための手順や材料の量、温度などを計算し、Gコードを作成します。3Dデータをスライサーソフトで読んでから、以下の項目を設定しましょう。

• 印刷の精度（積層ピッチ）
• 印刷のスピード
• 造形物の高さ
• 完成品の中身の密度
• サポート材の存在

完了したGコードのファイルはSDカードやUSBメモリなどに保存し、3Dプリンターに読み取らせます。 パソコンと3Dプリンターがネットワークで接続されている場合は、Gコードのファイルを直接送信することも可能です。

3Dプリンターのデータを作る際の注意点

3Dプリンター用のデータを作る際の注意点は、以下のとおりです。

• データの精度と解像度を確保する
• サポート材を考慮する
• 作成したデータを確認する

データの精度と解像度を確保する

3Dプリンターで完成度の高い物を作るためには、元のデータの精度と解像度を高く保つ必要があります。データが荒くて不正確な場合、3Dプリンターで印刷したときに形状が不安定になります。

データを作る際には、3Dプリンターで作りたい物の寸法単位（mmやinchなど）を正しく設定しましょう。3Dスキャナーでデータを作る場合は、目的に合った解像度でスキャンしてください。

サポート材を考慮する

3Dプリンターで物を作る際、横に張り出す部分や空中に浮く部分にはサポート材が必要です。 印刷後にはサポート材を手で慎重に取り除く必要があり、取り除いた場所には跡が残ります。サポート材を追加すると印刷時間が長くなり、必要な材料が増える点にも注意が必要です。

3Dプリンターのデータの段階で完成品の形状や部品の配置位置を工夫し、サポート材を設計します。部品を複数回に分けて、3Dプリンターで印刷してから完成品を組み立てる方法もおすすめです。

作成したデータを確認する

作成した3Dデータやスライス設定を印刷前に確認することで、失敗を防げます。

• 穴や隙間がないか
• 形状や寸法は適しているか
• 印刷に適した壁の厚さになっているか
• 必要な場所にサポート材があるか

データの段階で内容をよく確認すれば、3Dプリンターでの印刷後の失敗を防げます。

まとめ

3Dプリンターで立体物を作る際は、3Dデータが必要です。3Dデータを作るために、3DCADソフトや3DCGツール、3Dスキャナーなどを使う方法があります。精密な部品を作りたい場合は3DCADソフト、デザインや芸術的な表現を重視したい場合は3DCGツールがおすすめです。

3Dプリンターで作りたい物に合わせて、3Dデータを作成してください。