Meshmixerは、3Dプリント用のデザインを編集・準備できる無料の3Dプリントソフトウェアです。シンプルで使いやすいインターフェースを備え、WindowsとMacOSに対応しています。たとえ最高級の3Dプリンターを使用していても、設計上の欠陥があるとプリントが複雑になり、プリントに失敗する可能性があります。そのため、スライスしたりプリントボタンを押したりする前に、ファイルを検査・分析し、エラーがないことを確認することが不可欠です。また、3Dプリントしたい3Dスキャンデータがある場合は、スキャナーがキャプチャしたオブジェクトの一部ではない表面やオブジェクトが含まれている可能性があるため、クリーンアップする必要があります。そこでMeshmixerが役立ちます。
Meshmixerは、非多様体エッジや交差面といった一般的な幾何学的設計上の問題を分析、特定、修正するための様々なツールを提供します。また、3Dモデルの塗りつぶし、サポートの追加、さらには分割やスケール変更も可能です。
3Dモデルのインポートと編集
3Dモデルのインポートと編集
1. 「インポート」ボタンをクリックします。コンピューターの画面が開き、ファイルを保存した場所に移動してインポートできます。Meshmixerは、一般的なファイル形式のほとんどをサポートしています。
2. 3Dモデルの編集を開始するには、「編集」タブに移動してクリックします。新しいウィンドウが開き、スケーリング、回転、方向設定、分割、位置合わせ、モデルの中空化やソリッド化など、ファイルを編集するためのさまざまなツールが表示されます。「ミラー」と「複製」オプションは、「編集」タブの上部にある最初のオプションです。ミラー機能を使用すると、3Dモデルまたは選択した部分を、選択した軸に沿って対称的にコピーできます。複製オプションを使用すると、モデル全体または選択した部分の正確なコピーまたは複製を作成できます。これにより、元のファイルを変更せずに、設計またはテストの変更を再現できます。
「複製」オプションの次に「変形」オプションがあり、3Dモデルの形状を調整するための様々なオプションが含まれています。これをクリックすると、モデルを回転、拡大縮小、さらにはサイズ変更するオプションが表示されます。これは、特定の印刷寸法に合わせてモデルを準備し、デザインが適切な方向に配置され、3Dプリント用サポート材の必要性を最小限に抑えるために非常に重要です。
位置合わせオプションは、変換オプションの次にあります。ワークスペース内で複数のパーツやオブジェクトを相対的に配置および方向付けするのに役立ちます。これは、様々なコンポーネントから複雑なモデルを組み立て、正しく組み合わさるようにしたい場合に役立ちます。
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このツールをクリックすると、配置のソース、配置先、変換などのいくつかのオプションが表示されます。
ソースオプションでは、基点、中心点（デフォルト）、サーフェスポイント、サーフェススクリブル、ピボットなどの参照点を使用して位置合わせできます。各オプションの動作を説明するために、以下のファイルを使用します。
「ベースポイント」を選択すると、モデルはベースを基準点として位置合わせされます。特に上記の例のように位置合わせをすると、変化が目立たないかもしれませんが、複数のオブジェクトの底面が水平で同一平面上に揃っていることを確認したい場合に役立ちます。これにより、3Dプリント時にオブジェクトがビルドプレートにしっかりと固定されます。
「中心点」は、オブジェクトを幾何学的中心に基づいて整列させるデフォルトのオプションです。これは、複数のオブジェクトの中心点を揃える必要がある場合に役立ちます。
Surface Pointでは、 Meshmixerはモデルの表面上の特定の点に基づいてオブジェクトの位置合わせを行います。これは、複雑な形状を位置合わせしたい場合や、特定の形状に対してパーツを正確に配置したい場合に便利です。位置合わせの基準として、表面上の任意の点を選択できます。
サーフェススクリブルを使用すると、デザインの表面に描いた落書きを使ってオブジェクトの位置合わせができます。まず、位置合わせしたいデザインの表面に落書きを描くと、ソフトウェアがそれらの落書きをマッチングさせてパーツの位置合わせを行います。これは、モデルが平らな表面を持っていて、それを平らに置きたい場合に便利です。位置合わせするには、「サーフェススクリブル」オプションを選択し、平らな表面に円を描いて放します。デザインが反転している場合は、「反転」チェックボックスをクリックします。
最後のオプションはピボットです。これは、モデルのピボットポイントを位置合わせの基準として使用します。各基準ポイントは異なるレベルの制御と精度を提供し、特定のデザインや印刷のニーズに最適な方法でモデルを位置合わせできます。Meshmixerのその他の編集オプションについては、後述します。
Meshmixer で平面カットを使用して 3D モデルを分割する
Meshmixer で平面カットを使用して 3D モデルを分割する
3Dモデルを分割する必要がある理由は様々です。例えば、多くの3Dプリンターにはサイズ制限があるため、モデルを造形プレートに収めたい場合などです。また、ファイルにオーバーハングがあり、サポート材を使用したくない場合は、モデルを分割することもできます。平面カットツールを使ってモデルを分割する方法については、以下の手順に従ってください。
1. 「編集」メニューに移動し、「平面カット」を選択します。すると平面が表示され、ポイントを使ってカットまたは分割したい部分まで移動できます。
2. 「カットタイプ」セクションでは、両方のファイルを保存するか、片方だけを残すかを選択できます。このデモでは、片方のファイルを破棄してカットを確定することにしました。
3. モデル上に表示される矢印やリングをクリックしてドラッグすることで、平面の位置を調整することもできます。例えば、上記の図を回転させてカットを承認すると、以下の図のようなデザインになりました。
4. カット時にもう半分を残すことを選択した場合は、「編集」メニューの 「シェルを分離」を選択します。それをクリックしてデザインの一部を選択し、「エクスポート」でコンピュータに保存します。もう半分も同様に行うことができます。
3Dモデルを中空にしてソリッドにする
3Dモデルを中空にしてソリッドにする
3Dモデルを中空にすることで、3Dプリントに必要な材料が削減され、特に大型モデルの場合、コスト削減にも役立ちます。また、中空設計は一般的に軽量で、取り扱いも容易です。3Dモデルに沿って設計するには、
1. 「編集」>「中空」を選択し 、メッシュミキサーの処理が完了するまで数秒お待ちください。デフォルトのパラメータに基づいて、モデルに厚みが自動的に追加されます。
2.新しく表示されるウィンドウの「オフセット距離」オプションで壁の厚さを調整します。これは中空部分の体積を決定し、デフォルト値は2mmです。壁の厚さを調整する際は、壁が薄すぎるとモデルが壊れやすくなり、特に大きなモデルでは中空プリントに内部構造がないため、壊れやすくなることに注意してください。1～2mmの値を使用することをお勧めします。
3. 「Hollow を更新」オプションをクリックして、Hollow の設定をプレビューします。
4. 「ソリッド精度」と「メッシュ密度」オプションは、内部サーフェスの詳細と精度を指定します。デフォルト値のままで問題ありません。
5. 「穴を生成」オプションをクリックし、 「穴の半径」の値を調整して穴のサイズを指定することで、穴を追加できます。これらのエスケープホールは、樹脂を使って3Dプリントする際に樹脂がそこから逃げ出すため、役立ちます。
6.モデル上の赤い球をクリックしてドラッグすることで、穴を手動で配置できます。
設定に満足したら、「承認」をクリックして中空化プロセスを終了します。
モデルをソリッドにする
モデルをソリッドにする
3Dモデルをソリッド化することは、オブジェクトの完全な形状を捉えるため、モデルの整合性と精度を維持するために不可欠です。また、設計の強度を損なう内部の弱点や空洞を排除することもできます。Meshmixerでモデルをソリッド化するには、以下の手順に従います。
1. 「編集」 → 「ソリッド化」に進みます。
2. 起動したウィンドウで、ソリッド化の種類を選択します。「ブロック状」、「高速」、「正確」、「シャープエッジ保持」の4つのオプションがあります。
3. ブロック状オプションは、ブロック状の外観で解像度の低いソリッドモデルを作成します。処理速度は速いですが、結果の精度は低くなります。多くのディテールを必要としないデザインに適しています。
高速オプションは、モデルをすぐに作成する必要がある場合に便利です。ソリッドは作成されますが、高精度オプションほど完全な設計にはならない可能性があります。高精度オプションは、高品質で完全な設計を生成するため、最も推奨されるオプションです。処理には時間がかかりますが、以下に示すように、より高解像度で高品質なモデルを生成します。
シャープエッジ保持は、モデルをソリッド化しながらも、シャープエッジとディテールを維持します。これは、建築モデルや機械部品モデルを作成する際に便利です。
4.ソリッド精度やメッシュ密度などの他の設定を調整し、「更新」をクリックします。設定が完了したら、「確定」をクリックします。
モデルの検査とメッシュの修正
モデルの検査とメッシュの修正
Meshmixerには、3Dモデルの問題を特定して修復するのに役立つインスペクターツールが付属しています。デザインを分析し、3Dプリントの成功を妨げる可能性のある潜在的な問題を検出します。これらの問題には、隙間や穴、形状の問題、さらには薄い壁などが含まれます。これらの問題は、色付きのピンや球体で強調表示されます。
Meshmixer で 3D モデルを分析および修正するには、以下の手順に従います。
1.左側のツールバーにある「分析」タブに移動し、 「インスペクタ」を選択します。インターフェースの左上に新しいウィンドウが表示されます。
2. デザインを確認したら、問題がないか確認します。私の場合、問題のある箇所はMagentoカラーでハイライト表示されます（下図参照）。
3.左上のウィンドウから「穴埋めモード」を選択できます。 「最小穴埋め」「フラット穴埋め」「スムーズ穴埋め」の3つのオプションがあります。名前の通り、「最小穴埋め」は最小限のジオメトリで穴を埋めます。最も高速な方法ですが、周囲のジオメトリとうまくブレンドされない可能性があります。「フラット穴埋め」は周囲のジオメトリと調和するフラットな塗りつぶしを作成し、「スムーズ穴埋め」は周囲のメッシュと調和するブレンドされた塗りつぶしを作成します。「最小穴埋め」が最も推奨されます。
4.エラーを修正するには、色付きの球体マーカーをクリックするか、「すべて自動修復」をクリックします。
5.インスペクターツールに戻り 、エラーがないか確認して、同じ手順を繰り返します。問題がなければ、 「完了」をクリックします。
Meshmixerでのサポート作業
Meshmixerでのサポート作業
1. 「表示」に移動して「プリンターベッドの表示」をクリックし、3D モデルをワークスペースに適切に配置します。
2. 「解析」 → 「オーバーハング」の順に進み、設計にサポートが必要かどうかを確認します。
このツールは、モデルのオーバーハングがありサポートが必要な領域を赤と青で強調表示します。
3. 「サポートの生成」をクリックすると、 3D モデルにサポート構造が自動的に追加されます。
3. 必要に応じてサポートをカスタマイズできます。例えば、カスタムサポートを追加するには、オーバーハング領域または既存のサポートを左クリックしてビルドプレートにドラッグし、キーボードのShiftキーを押しながら離します。
4.キーボードの CTRL キーまたは CMD キーを押しながらサポートをクリックすると、サポートを削除できます。
Meshmixerでの3Dスカルプティング
Meshmixerでの3Dスカルプティング
Meshmixerには、モデルのディテールを洗練させるための強力なスカルプトツールが付属しています。ファイルをスカルプトするには、以下の手順に従ってください。
1. 「スカルプト」オプションをクリックして、スカルプトワークスペースを開きます。
2.スカルプトツールバーからブラシを選択します。ブラシは複数用意されており、それぞれに特定の用途があります。スムージング、ピンチ、描画、移動など、様々な用途のブラシがあります。
3. 「プロパティ」セクションの「サイズ」スライダーを動かしてブラシのサイズを調整します。ブラシは小さい方が細かい作業に適しており、大きい方は広い範囲を描画するのに適しています。「強度」オプションはブラシの効果の強さを調整します。「深度」オプションを調整することで、ブラシの使用時に追加または削除されるマテリアルの量を調整できます。一方、「レイズ」設定は、ブラシストロークを滑らかにします。
4.設定に慣れたら、彫刻を始めましょう。彫刻しながら、デザインを拡大したり回転させたりして、特定の領域に焦点を合わせます。また、目的のデザインになるまで、さまざまなブラシを切り替えることもできます。
上記のツールに加えて、Meshmixerにはスタンプなどのツールも搭載されており、3Dモデルの表面にパターンや形状を追加できます。また、3Dプリントオプションも用意されており、複数の3Dプリントサービスにファイルを送信して印刷してもらうことができます。
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サミー・エカランは、Tom's Hardwareのフリーランスライターです。3Dプリントのチュートリアルやガイドに関する執筆を専門としています。彼の作品は、Makeuseof、All3dp、3Dsourcedなど、様々な出版物に掲載されています。
