3MF を STL に変換

3MF は単位を宣言し、複数の名前付きオブジェクトを持て、色や材質まで運べる圧縮パッケージです。STL に変換すると、そのすべてを手放すことになります。それでも変換するのは、受け取る側が STL しか受け付けないからです。印刷サービスのアップロードフォーム、2016 年ごろのスライサー、3MF を知らない CAD ソフト。

議論しても仕方のない相手が大半なので、素直に STL を作ります。ただし、意図したモデルがそのまま出ているかは、こちらで確かめる必要があります。

3MF はモデル要素の中に単位を宣言します——マイクロメートル、ミリメートル、センチメートル、インチ、フィート、メートル。読み込み時にこの宣言に従って座標がミリメートルへ換算されるので、インチで作られたモデルも実寸で STL になります。

これは glTF や OBJ、PLY からの変換にはない性質です。glTF はメートルが慣例、OBJ は単位そのものがなく、PLY はスキャナー任せです。スケールの取り違えは印刷ファイルが壊れる最大の原因なので、3MF がここを正しく解決してくれるのは価値があります。

スライサーから書き出された 3MF は、単一の部品ではなくビルドプレートそのものであることが多く、同じオブジェクトが間隔を空けて何個も並んでいます。それぞれの配置には変換行列が付いており、読み込み時に頂点へ適用されます。

STL は三角形リストが 1 本しかない形式なので、見つかったものはすべて 1 つのファイルへ書き出されます。プレートに 5 個並んでいれば、5 個分の三角形を含む 1 つの STL になります。1 個だけ送るつもりなら、スライサー側で余分なコピーを削除してから 3MF を書き出し直してください。あとから三角形の集まりだけを見て分離するのは現実的ではありません。

3MF はオブジェクトをメッシュではなく、他のオブジェクトへの参照の集まり（コンポーネント）として定義することを認めています。この読み込み処理はメッシュ要素だけを辿るので、コンポーネントだけで組まれたオブジェクトからは形状が 1 つも得られません。

しかもエラーにはなりません。すべてのオブジェクトがコンポーネント参照なら、出てくる STL は空です。一部だけならエラーなしで欠けた STL になります。スライサーで見えている三角形の数と、変換後の STL を突き合わせて確認してください。直すには、PrusaSlicer や Cura、Bambu Studio で 3MF をもう一度書き出し、参照をメッシュへ平坦化します。

3MF は色のグループや材質のリスト、三角形ごとの属性割り当てを持てます。多材質やペイントされたモデルの見た目はここに書かれています。STL の三角形レコードは法線の 3 つの数値と座標の 9 つの数値しか持たず、色を書く場所がありません。

一部のツールが STL の未使用領域 2 バイトに色を書き込む慣行を独自に持っていますが、互換性のない方式が複数あり、この変換では扱いません。色が目的のモデルなら、STL は印刷に使う側のファイルではなく、STL しか受け付けない相手へ渡すための幾何情報だけのコピーとして扱ってください。

スライサーが作る 3MF は OPC パッケージで、中身の大半は幾何情報以外のものです。オブジェクトごとの印刷設定、サポートの手動指定、ペイントされたシームやサポート、モディファイアメッシュ、プリンターとフィラメントのプロファイル、プレート定義、プレビューのサムネイル、スライサー独自のメタデータ。どれも別のパーツとしてアーカイブの中にあります。

これらは一切読まれず、STL に表現する場所もありません。あとで STL を開いた人が、保存したはずの設定を探してしまうというのが、この方向の変換で実際に起きる損失です。誰かに部品を送るなら、サポートや向きの意図はメッセージで伝えてください。ファイルはもうそれを語りません。

常にバイナリです。80 バイトのヘッダー、4 バイトの三角形数、そのあと三角形 1 つにつき 50 バイト——面法線 12 バイト、頂点座標 36 バイト、未使用 2 バイト。法線は元データから引き継がれるのではなく、頂点の並び順から計算し直されます。多くのスライサーが格納された法線をそのまま信用せず、巻き順から自分で計算するためです。

この形式には頂点の共有という概念がなく、6 つの三角形に使われる頂点は 6 回書かれます。ファイルサイズは三角形の数にそのまま比例するので、20 万三角形のプレートは元の 3MF がどれだけ圧縮されていても 10 MB になります。3MF は XML を圧縮しているので、元のパッケージはこれよりずっと小さかったはずです。

アップロードする前に 3 つ確認してください。まずバウンディングボックスが期待どおりか——単位の取り違えは、見積もりが出たあとより今のうちに見つけるほうが安く済みます。次にオブジェクトの数——プレートの配置がそのまま来ているはずです。最後に、STL を自分のスライサーに読み込み直してスライスできるかどうか。

この最後の確認は速く、コンポーネント参照の問題や欠けたオブジェクト、スライサーが 3MF を開くたびに黙って行っていた修復の有無まで見つけられます。印刷サービスは独自の修復処理を行いますが、それはあなたの部品のどこが機能上重要かを知らないまま行われます。

受け取る相手がフォームではなく人間なら、一度聞いてみる価値があります。PrusaSlicer、Cura、Bambu Studio はどれも 3MF を第一級の入力として読みます。STL しか受け付けない印刷サービスは、多くの場合ほかの部分より古いアップロード検証だけがそうなっているだけです。

変わらない場合は STL を渡しつつ、3MF をマスターとして手元に残してください。印刷用ファイルにはサポートを避けるための向きや壁を厚くしたモディファイアなど、多くの判断が積み重なっています。それらは三角形リストからは復元できません。部品が変わったら STL を編集するのではなく、3MF から作り直してください。