すでにデスクトップ3Dプリンターをお持ちであれば、次のような一般的な流れに馴染みがあるかもしれません。オンラインでモデルを探し、ファイルをダウンロードし、プリント設定を調整してからプリントするという流れです。3Dプリントによって製造へのハードルが下がり、自宅やスタジオ、メイカースペースなどで、より多くの人がデジタルモデルを実物の製品へと形にできるようになりました。

では、プリントしたい対象が既存のモデルライブラリに存在しない場合や、完成した製品を特定の人物や物体、実際の用途に合わせたい場合はどうでしょうか。ここで、新たな疑問が生まれます。モデルはどこから用意するのでしょうか。

そこで、3Dスキャンと3Dプリントがつながります。3Dスキャンを使用すれば、実在する人物や物体、空間をデジタル3Dデータとして取得できます。そのデータをデジタル上で編集、再構築、再設計した後、3Dプリンターに送って実物の製品として形にすることができます。

この観点から見ると、3Dプリントはインターネットからダウンロードしたモデルをプリントするだけのものではありません。3Dスキャンをワークフローに組み込むことで、現実世界そのものを3Dモデルのソースとして活用できるようになります。

3Dスキャン → デジタル設計 → 3Dプリント → 実世界での活用

これが、この記事で紹介する一連のワークフローです。

3Dスキャンと3Dプリントにはどのような関係がありますか？

3Dスキャンと3Dプリントは、それぞれ異なる役割を担う技術です。

3Dスキャンは、実在する人物や物体、空間を3Dデータとして取得し、現実世界の対象をデジタルモデルに変換するために使用されます。一方、3Dプリントはデジタルモデルをもとに物理的なものを製造し、デジタル上の設計を実際の製品へと形にします。

プロセス全体を一つの生産チェーンとして捉えると、3Dスキャンは主にデータ取得の工程にあたり、3Dプリントは製造工程の一部にあたります。その間には、もう一つ重要なステップがあります。それがデジタル設計です。

そのため、3Dスキャンは必ずしも単純に「スキャンしてプリントする」だけではありません。スキャンしたデータをそのまま特定の3Dプリント用途に使用できる場合もあれば、用途に応じて追加の設計、編集、最適化が必要になる場合もあります。

すでに3Dプリンターをお持ちのユーザーにとって、3Dスキャンの大きなメリットの一つは、既存のモデルがない場合でも、実在する物体を起点として自分で3Dデータを作成できることです。

一連のワークフローは、次のように捉えることができます。

実物 → 3Dスキャン → 3Dデータ → デジタル設計 → 3Dプリント → 実世界での活用

それぞれの工程には異なる役割があります。

ステップ1：3Dスキャンで現実世界をデジタルモデルに変換する

3Dスキャンは、実在する物体の形状や空間情報をデジタル3Dデータとして取得する技術です。モデルをすべてゼロから作成するのではなく、3Dスキャンではまず、「実在する物体からどのように3Dモデルを取得するか」という基本的な課題に対応します。

人物の頭部、身体、顔の形状、機械部品の形状、自動車部品の実際の寸法、さらには壁の不規則な表面まで、3Dスキャンによってデジタル3Dデータとして取得することができます。

3Dプリンターを使用するユーザーにとって、この工程は特に有用です。多くの場合、作りたい対象には既存のCADファイルやダウンロード可能な3Dモデルがありません。手作業による計測とCADモデリングだけでモデルを一から再構築するには、一定のモデリングスキルが必要であり、複雑な曲面や不規則な構造を扱う場合には、さらに難易度が高くなります。

3Dスキャンを使用すれば、まず実物をデジタルデータとして取得し、そのスキャンデータを後の設計の基礎として活用できます。

例えば、人物の頭部をスキャンすると、実際の頭部形状に対応した3Dデータを取得できます。機械部品をスキャンすれば、その実際の形状を取得でき、特定の設置環境をスキャンすれば、その空間の実際の寸法や各表面の位置関係を把握できます。

つまり、3Dスキャンは「モデルはどこから用意するのか？」という基本的な疑問を解決するのに役立ちます。

ステップ2：デジタル設計でスキャンデータを独自のデザインへ

スキャンデータを取得したからといって、最終製品が完成したわけではありません。

3Dスキャンは実在する物体の形状をデジタル上に再現するものですが、何をプリントするのか、そして最終製品をどのような形状にするのかについては、用途に応じた設計が必要です。

そこで重要になるのがデジタル設計です。スキャンデータをもとに、寸法を調整したり、構造を変更したり、特定の領域を再構築したり、新たなデザイン要素を追加したりすることができます。これにより、現実世界から取得した3Dデータを、具体的な要件に合わせたデジタルモデルへと変換できます。

例えば、人物の頭部をスキャンした後、そのデータを使ってデジタル人体モデルを作成したり、オーダーメイドの耳、ヘッドウェア、マスクなどの製品を設計するための基礎データとして活用したりできます。同様に、部品をスキャンした後、その元の構造を変更して新しいデザインを作成することも可能です。単に元の物体をそのまま再現するだけではありません。

用途によっては、スキャンした対象に大きな変更を加える必要がない場合もあります。処理したスキャンデータがすでにプリントに必要な条件を満たしていれば、そのまま3Dプリントの工程へ進むことができます。

そのため、「一度スキャンして、一度設計する」という固定されたワークフローがあるわけではありません。次の工程は、目的とする用途によって決まります。3Dスキャンは現実世界のデータを取得するものであり、デジタル設計によって、そのデータをさらに編集したり、新たな形を生み出したり、さまざまな用途に活用したりすることが可能になります。

ステップ3：3Dプリントでデジタルデザインを実物の製品へ

デジタルモデルが完成したら、3Dプリントの工程へ進むことができます。

完成したデジタルモデルとプリント設定に基づき、3Dプリンターは対象物を一層ずつ造形します。デスクトップ3Dプリンターを使用しているユーザーにとっては、すでに馴染みのある工程かもしれません。しかし、モデルが3Dスキャンによって取得されたものである場合、3Dプリントの役割は少し変わってきます。

従来のワークフローでは、「まずモデルを作り、その後プリントする」という流れが一般的です。3Dスキャンを工程に加えることで、「実物から始め、モデルを取得し、その後プリントする」という流れに変えることができます。

人物をスキャンして、実物のモデルとして形にすることができます。実在する部品をスキャンし、再設計することで、構造を変更した新しい製品を作ることもできます。さらに、不規則な形状の壁であっても、設計データの一部として活用できます。

これにより、3Dプリントは既存のデジタルモデルを製造するための手段にとどまりません。3Dスキャンから始まる一連のデジタルワークフローにおける、最終的な製造工程となります。

実物から実際に使用できる製品までの一連の流れは、次のようにまとめることができます。

3Dスキャン → デジタル設計 → 3Dプリント → 実世界での活用

スキャンによって現実世界をデータに変換し、デジタル設計によってそのデータを新しい製品のアイデアへと発展させ、3Dプリントによってデジタルデザインを実物の製品へと形にします。

3Dスキャン × 3Dプリントで何ができる？

3Dスキャン、デジタル設計、3Dプリントを組み合わせることで、その用途は実在する人物のフィギュア制作だけにとどまりません。クリエイター、メイカー、スタジオ、カスタム製造に関心のあるユーザーにとって、現実世界の人物、物体、環境そのものをデジタル設計の出発点として活用できます。

人物の3Dスキャンとパーソナライズされた制作

実在する人物のスキャンは、3Dスキャンの中でも直感的に分かりやすい活用例の一つです。エントリーレベルのカラーフル3Dスキャナー 3DeVOK MQを使用すれば、人物の3D形状を取得し、そのままデジタル人体モデルを作成したり、スキャンデータをさらに活用してパーソナライズされたデザインにつなげたりできます。

例えば、人物の頭部をスキャンして実際の頭部形状を取得し、そのデータをもとに、オーダーメイドの耳、ヘッドウェア、その他の構造物などを設計してから、3Dプリンターで最終製品を製作できます。ここで重要なのは、単に「人物をプリントする」ことではありません。実際の人体3Dデータをパーソナライズされた設計の基礎として活用し、その人に合わせた製品を作り出せることに価値があります。

クリエイティブな改造とカスタム製品

3Dスキャンは、さまざまなクリエイティブな改造プロジェクトにも活用できます。実物の物体には、標準規格ではない寸法が使われていることも少なくありません。3Dスキャンによって実際の寸法や形状を取得することで、それらをデジタル上で再設計し、3Dプリンターで新たな構造物として製作できます。

例えば、不規則な形状の壁を3DeVOK MTプロフェッショナル3Dスキャナーでスキャンし、その実際の形状を取得できます。その後、サッカーボール型のオブジェクトを壁の形状に合わせてデジタル設計し、3Dプリントして壁に組み込むことができます。単に壁を再現するのではなく、実際の環境そのものを製品デザインの一部として取り込むアプローチです。

機械部品と製品の再現

機械部品、設備部品、元のデジタルモデルが存在しない実物などに対して、3Dスキャンを使用すれば、後の設計や再製作に必要な3Dデータをすばやく取得できます。これは、廃番になった部品、CADファイルがない部品、複雑な形状を持つ物体などに特に有効です。実物を起点とすることで、すべてをゼロから計測・モデリングする必要性を減らすことができます。

例えば、カナダの自動車カスタマイズ系ブロガーは、3DeVOK MTによる3DスキャンとBambu Labの3Dプリンターを組み合わせて、RV用の充電ポートを再現しました。元の部品をスキャンして実際の形状と寸法を取得し、その後デジタル設計と3Dプリントを行うことで、既存のモデルがなかった部品を、製造可能なデジタルモデルへと変換することができました。

文化遺産のデジタル化と修復

文化遺産の保存において、3Dスキャンは壊れやすい文化財に物理的に接触することなく、その複雑な形状や表面のディテールをデジタル3Dデータとして取得できます。これにより、デジタル上での復元や修復のための基盤を構築できます。

浙江省博物館では、3DeVOK MTプロフェッショナル3Dスキャナーを使用して、古代陶磁器の破片をデジタルデータとして取得しました。そこには、釉薬の貫入、欠けた縁、自然な浸食による痕跡なども含まれています。取得したスキャンデータをもとに、修復チームは欠損した構造をデジタル上で再構築し、修復計画を立案しました。その後、再構築したパーツをDLP 3Dプリントで製作し、元の陶磁器の破片と組み合わせることができる透明な修復用インサートを作成しました。

このプロジェクトは、3Dスキャン → デジタル復元 → 3Dプリントというワークフローによって、元の文化財を保存しながらデジタル技術を文化遺産の修復に取り入れ、修復プロセスをより可視化・追跡可能にできることを示しています。

医療リハビリテーションと人体3Dデータの活用

人体の形状は人によって大きく異なります。身体に合わせて使用する必要がある装具や補助具などの製品において、人体の3Dデータを正確に取得することは、デジタル設計の重要な基盤となります。従来の接触式計測方法と比較して、3Dスキャンでは身体表面の形状を迅速に取得し、その後の設計に利用できるデータへと変換することができます。

実際の用途では、スキャンした人体データをデジタル設計の具体的な要件と組み合わせ、3Dプリントによって製品として形にすることができます。例えば、中山市陳星海病院における関連事例では、3DeVOK MQハンディ3Dスキャナーを使用して人体形状データを取得し、パーソナライズされた補助具のデジタル設計と製作を支援しました。

ヘルメットとウェアラブル製品

ヘルメットやマスクなど、人体の形状に合わせる必要があるウェアラブル製品では、3Dスキャンによって頭部の3Dデータをすばやく取得し、パーソナライズされた設計のための正確な基盤を構築できます。

2022年北京冬季オリンピックに関連するプロジェクトでは、3DeVOKの前身であるiRealが開発したiReal 2E 3Dスキャナーを使用し、中国国家ボブスレーチームの選手の頭部3Dデータを取得しました。スキャンした頭部形状のデータをもとに、プロジェクトチームが個別設計を行い、SLS 3Dプリントによってヘルメットのクッションライナーを製作しました。これにより、選手一人ひとりに合わせた装備を実現しました。

この事例は、3Dスキャン → デジタル設計 → 3Dプリント → 実世界での活用という一連のワークフローを示しています。

自動車のカスタマイズとリバースエンジニアリング

自動車のカスタマイズは、3Dスキャンと3Dプリントを組み合わせた代表的な用途の一つです。アフターマーケット向けのパーツには、すぐに使用できるCADモデルが存在しないケースも多くあります。また、標準モデルがあったとしても、実際の寸法や取り付け位置、周辺構造は車両によって異なる場合があります。実際の車両部品や取り付け箇所を3Dスキャンすることで、正確な3Dデータを取得し、それをデジタル設計に活用してカスタムパーツを設計し、3Dプリンターで製作することができます。

例えば、カナダの自動車カスタマイズ系ブロガーは、3DeVOK MTプロフェッショナル3Dスキャナーを使用して実際の車両構造をスキャンし、デジタル設計と3Dプリントによってカスタムペダルを製作しました。3Dスキャンによって取得した実際の車両データが、その後のカスタマイズおよび製作プロセスの基礎となりました。

「モデルをプリントする」から「自分で製品を作る」へ

デスクトップ3Dプリンターによって、製造へのハードルは下がりました。しかし、多くのユーザーにとって本当の制約となるのは、「プリントできるか」ではなく、「プリントしたいモデルがすでに存在するか」という点です。

3Dスキャンは、現実世界からモデルを取得する方法を提供することで、このギャップを埋めます。既存のデジタルモデルだけに頼るのではなく、実在する人物、物体、環境を出発点として活用できます。3Dスキャンによって3Dデータを取得した後、そのデータをデジタル上で編集・設計し、3Dプリンターで製作することができます。

すでに3Dプリンターをお持ちのユーザーにとって、3Dスキャンの価値は、単にモデルを作成するための別の方法を提供することにとどまりません。より多くの実在する物体をデジタル製造のワークフローに取り込む可能性を広げます。

スキャンから設計、そしてプリントまで、身の回りにある人物や物体を、創作の出発点として活用できます。

3DeVOK 3Dスキャン × 3Dプリント：現実世界を自分の3Dモデルライブラリに

3DeVOKはプロフェッショナルな3Dデジタル化に取り組み、人物や物体、さまざまなクリエイティブな製造用途に対応する3Dデータ取得機能を提供しています。すでにデスクトップ3Dプリンターをお持ちのクリエイター、メイカー、スタジオ、3Dプリント愛好家にとって、3DeVOKは現実世界の物体をデジタル製造のワークフローへ取り込むためのデータ取得の入口として活用できます。

例えば、3DeVOK MQフルカラー3Dスキャナーをご覧ください。人体スキャンに対応し、赤外線構造化光と赤外線スペックル技術を採用しているため、人物スキャン、クリエイティブデザイン、3Dプリントなどの用途に適しています。デジタル設計ソフトウェアやデスクトップ3Dプリンターと組み合わせることで、実物を起点として3Dデータを取得し、そのデータをもとにアイデアを実物の製品へと形にすることができます。

3Dスキャンによる実世界のデータ取得から、デジタル設計、3Dプリント、そして最終的な活用まで、このワークフローによって、これまでデジタルモデルが存在しなかった実物の物体も、自分自身の創作プロセスに取り込むことができます。

現実世界を、次の3Dモデルに。

3Dプリンターがあれば、インターネットからダウンロードしたモデルだけに頼る必要はありません。3DeVOKを使って現実世界から3Dデータを取得し、スキャンと設計から3Dプリント、さらにその先へとアイデアを形にしていきましょう。

3DeVOK 3Dスキャンソリューションを見る →

よくある質問

3Dスキャナーは3Dプリントに使用できますか？

はい。3Dスキャナーを使用すると、人物や物体など、現実世界にある対象を3Dデータとして取得できます。必要なデータ処理とデジタル設計を行った後、そのデータを3Dプリントに活用できます。

3Dスキャンしたモデルは、そのまま3Dプリントできますか？

スキャンしたモデルの中には、そのままプリントできるものもありますが、すべてのスキャンデータが3Dプリントに適しているわけではありません。プリント前に、モデルの完全性、 watertight（閉じた形状）であるか、寸法、構造上の要件などを確認する必要がある場合があります。

人を3Dスキャンして、3Dプリントすることはできますか？

はい。人物の3Dデータを3Dスキャンによって取得し、データを処理してデジタルモデルとして設計した後、3Dプリントによって実物のモデルとして製作することができます。

3Dスキャンの後にデジタル設計が必要なのはなぜですか？

3Dスキャンは主に実在する物体の形状を取得・再現するためのものであるのに対し、デジタル設計では、スキャンデータを編集、最適化したり、新たなデザインへと発展させたりすることができます。パーソナライズされた製品、クリエイティブな加工、リバースエンジニアリングなどの用途では、デジタル設計がスキャンデータと最終製品をつなぐ重要な工程となります。

3Dスキャンと3Dプリントの違いは何ですか？

3Dスキャンは主に実在する物体から3Dデータを取得するために使用されるのに対し、3Dプリントはデジタルモデルをもとに実物を製造する技術です。簡単に言えば、3Dスキャンはデータを取得し、3Dプリントは実物の製品を製造します。

人物フィギュアの制作以外に、3Dスキャンで何ができますか？

人物モデルの作成以外にも、3Dスキャンはカスタム製品の制作、クリエイティブな加工、機械部品の再現、文化遺産のデジタル化、補助具の設計、ヘルメットやウェアラブル製品の設計、自動車のカスタマイズ、リバースエンジニアリングなど、さまざまな用途に活用できます。

すでに3Dプリンターを持っている場合、3Dスキャナーを導入するメリットはありますか？

既存のモデルをプリントするだけでなく、実在する人物や物体、環境から自分で3Dモデルを作りたい場合、3Dスキャナーは3Dプリントのワークフローにデータ取得の工程を加えることができます。これにより、現実世界の物体をデジタル設計や3Dプリントのプロジェクトの出発点として活用できます。