フルカラー3Dプリント用データの制作事例

制作の流れ。

着手から出力用のデータができるまで、約4週間でした。形と色の確認を前半で済ませ、後半を台座と出力のための作業に充てています。

※ 制作期間は受注状況や形状によって前後します。

骨格と内臓のモデリング。

写真だけを頼りに骨の形を一からつくると、どうしても形があいまいになります。そこで骨格（寛骨・仙骨・第5腰椎）は、解剖学の3Dアトラスとして公開されているオープンデータ（Z-Anatomy）を土台にして、模型としての姿勢と形に合わせて調整しました。

内臓、血管、神経、靭帯の膜、筋肉は、写真を見ながら1つずつ制作しています。この段階では、部位ごとに分かれた27個のパーツのままです。分けておくと、あとから「ここだけ太く」といった修正を、ほかの部位に影響させずに入れられます。

※ 骨格の土台には Z-Anatomy（CC BY-SA 4.0）のデータを使用し、形を調整しています。

台座の設計。

台座は、最初に描いたスケッチのラフをもとに、3D CADで形を複数つくって比べました。

形の検討

前面のえぐり方、角の処理、側面の傾きを変えた案を並べ、ご確認いただいて1つに決めています。

骨盤を受ける面

決まった形の上面を、骨盤の底の形に合わせて削りました。模型とのあいだには約0.4mmのすき間を取り、受けの面はなめらかに整えています。出力は透明な素材を想定しています。

形だけ

透明

3Dデータでのご確認。

確認用には、Webブラウザで開いて自由に回せる3Dデータをお送りしました。専用のソフトは要りません。静止画では見えない裏側や内側まで、ご自身で回して確かめていただけます。下の画像を押すと、同じように回して見られます（表示用に軽くした完成データです）。

初稿のあと、一部の太さの調整、色の追加、台座の受けを深くする修正を反映して、形を確定しました。

色の設定と、データの受け渡し。

フルカラーの3Dプリンターは、形のデータに「この面は何色か」という情報を持たせて出力します。色の持たせ方には、面や頂点に色を直接持たせる方法と、画像を貼りつける方法があり、どちらを読めるかは出力サービスや機種によって違います。

今回の模型は、骨・靭帯・筋肉・動脈・静脈・神経・内臓を塗り分けた、境目のはっきりした配色です。そこで、面ごとに1色を持たせる方法を基本にしました。色の境目がぼやけずに出ます。使った色は197色です。

お渡しするのは、形と色が1つのファイルに入る3MFと、形のファイルに色の画像を添えたOBJ（ZIP）の2種類です。台座は透明な素材で出すため、色を持たないSTLにしています。出力サービスによって受け付ける形式が違うので、どちらでも出せるようにしました。

同じデータでも、読み込む側によって色が縞状に崩れたり、色が消えたりすることがあります。今回もテスト入稿でそれが起きたため、色の持たせ方を変えたデータを複数用意しました。入稿先が決まっている場合は、その規定に合わせて書き出します。

形だけ

色つき

出力前の検査。

フルカラーの3Dプリントは、1回の出力にかかる費用が大きく、出してから不具合に気づくのは避けたいところです。画面の上できれいに見えていても、そのままでは出力できないことがあります。入稿の前に、出力サービスの基準に照らしてデータを検査しました。

大きさの検査では、実寸のままではプリンターで出力できる範囲を超えることが分かり、全体を80%に縮小しました。そのまま縮小すると台座とのすき間も一緒に狭くなるため、縮小後に必要なすき間が残るよう、台座は削り直しています。

出力の費用は、模型の大きさと体積で大きく変わります。本事例でも、費用のご相談を受けて、内臓などを省いて体積を減らした版をあわせて制作しました。

こんなご相談をお受けしています。

• 説明や研修に使う模型を、必要な部位・大きさ・色分けでつくりたい。
• 手元にあるのは写真や寸法だけで、3Dデータがない。
• フルカラーの3Dプリントに出したいが、データの作り方や入稿の決まりが分からない。
• 模型と同じ形を、説明用の画像や動画にも使いたい。

一度つくった3Dデータは、3Dプリントだけでなく、印刷物やWebに載せる説明用の画像、動画の素材としても使えます。

※ 掲載の画像と動画はすべて、出力用データを3DCGでレンダリングしたものです（出力品の写真ではありません）。