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» 2015年08月10日 10時00分 UPDATE

初心者向けです:3Dデータって何? (2/3)

[こばゆみ,MONOist]

CADのデータ形式(拡張子)

 CADのデータは開発元ごとにオリジナルのファイル形式(拡張子)があり、データの構造(幾何形状を決める仕組み)も微妙に異なっています。その代わり、中間ファイルというデータ交換用の形式が幾つかあります。

 オリジナルのファイル形式はCADの数だけあってキリがないので紹介は省略します。ここではよく使われる中間ファイル(他にもいろいろあります)を紹介します。

  • .step:国際規格のISOで定められている形式です
  • .igs:米国国家規格協会(ANSI)が策定した「IGES」という形式です。サーフェスモデルの受け渡しに向いています
  • .x_t:旧・米Unigraphics Solutions(現 米Siemens PLM Software)が開発した「パラソリッド」というデータの形式です(他にも拡張子があります)
  • .dxf:米Autodeskが作った形式です。2Dデータの形式としてよく知られていますが、3Dデータもあります。多く流通しているのは2Dデータです

 中間ファイルは「化けやすい」(形状の欠損が生じやすい)ので、データ変換時の修正ツールもいろいろ存在します。中間ファイルとは少し違いますが、3D PDFを作成できるCADもあります。

ポリゴンと3Dプリンタ向けデータ

 ポリゴンは線で出来た小さい多角形が組み合わさったデータです(線をつなげて作った面で構成するデータを「ファセット」といいます)。網のような感じですね。ポリゴンは3D CGツールで作成・編集ができます。ただ、その多くがモノづくりに直接利用するのは難しいです。できたとしても、作業が非常に面倒くさいです(ポリゴンデータで直接切削加工できる技術自体はあります)。

 モノづくりに利用できるポリゴンデータの形式としては、3Dプリンタでよく使うSTLやOBJがあります。STLとOBJの違いは、ざっくり言えば、以下のような感じです。

  • STL:立体形状だけ
  • OBJ:立体形状の表面にテクスチャ(模様や色)が付けられる

 OBJのデータ単独ではテクスチャのデータは保持されません。テクスチャの元になる.jpgなどの画像データとセットで扱います。テクスチャ付のデータはフルカラー出力ができる3Dプリンタで使います。また、他にも3Dプリントで使えるデータ形式はありますが、非常によく使われるデータのみの紹介ということで割愛します。

 切削加工のCAM(キャム:加工データを作るプログラム)の場合は2Dデータや3Dデータ、画像データなどを扱います。パーソナルCNC機の場合、2DデータならDXF、3DデータならSTLを読み込むことが多いです。データを読み込んだ後、NCデータという加工パス(刃物が材料を切削する道のり)のデータを作成します。

 ここで、1つ注意をしなければならないのが、3Dデータ、特にCG系のデータはファイル形式自体はOKでも、そもそものデータの作りや形状自体に問題がある場合が結構あり得ることです。モノづくり用に丁寧にデータ修正しなければならないか、「CGを見ながら、一から作りなおした方が早い」こともあります。

 ちなみに3D モデラボに登録されているSTLも、プレビュー上は問題なく見えても、正常に3Dプリントできないと思われるデータもあるので注意が必要です。

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