STLファイルとは

STL はバイナリ形式です。これを知っているプログラムにしか意味を持ちません。 ピクセルではなく図形と座標を保存するので、どんな大きさでも鮮明なままです。看板の大きさまで引き伸ばしたロゴでも、失うものはありません。 3D プリントのために使われます。

拡張子は .stl、正式名称は Stereolithography です。ただしどちらも、そのファイルが中に何を持てるかほどには多くを語りません。このページの残りは、その中身についての話です。

3D Systems が 1987 年に公開しました。

これだけ長く読まれ続けてきた形式なら、10 年後に取り出したいものを預けても大丈夫です。

仕様書がそのまま公開されているので、中身を推し量るのではなく文書を読んで実装できます。この形式が数多くのプログラムに載っているのはそのためであり、20 年前に書かれたファイルが今も開けるのもそのためです。ただし「仕様が公開されている」ことと「使用料が要らない」ことは別の話です。中でコーデックを包んでいる形式では、特許のライセンスは仕様書が答えていない別の問題として残ります。

STL ファイルは中身をそのまま保存します。保存し直しても何も変わらないので、開いて、直して、また保存する——それを何度繰り返しても劣化は積み上がりません。これが、渡すための形式ではなく作業のための形式である理由です。

Blender、PrusaSlicer、Curaが読めますし、同じ種類のプログラムならたいてい読めます。

ファイルが開かないとき、形式が悪いことはめったにありません。たいていはプログラムのほうが形式より古いのです。もっと古い形式に変換してしまうのが確実な逃げ道で、このサイトの残りの部分はそのためにあります。

これを読めるブラウザーはありません。

これを変換するいちばんよくある理由がこれです。形式が悪いのではありません。ファイルを見せたい場所が、それを読めないというだけのことです。

STL は、開いて手を入れるために作られています。作業が続いているあいだはこの形式でファイルを持ち、完成したものが必要になるたびに、ここから書き出してください。

STL ファイルは三角形のリストです。それぞれが三つの角と、どちらが外側かを示す向きを持っています。色も、マテリアルも、テクスチャーも、単位も、構造もありません。エンジンブロックのモデルも、立方体のモデルも、どちらも区別のない三角形の集まりにすぎません。

この形式は 1987 年に光造形のために書かれ、その性質のすべてが、立体がどこにあるかだけを知ればよかった機械を反映しています。それから四十年近く経った今も、これは今もあらゆるデスクトップ 3D プリンターが求める形式です。スライサーが問うのは今もその一つの問いだけだからです。

モデリングソフトの中の球は数学的な球ですが、それを STL にすると、球のふりをした数千枚の平らな三角形になります。その枚数は、ファイルを書き出した人が選びます。少なすぎれば印刷物に面のカクカクが見え、多すぎればファイルは巨大になりスライサーは重くなります。

これはあとから取り消せない唯一の決断です。粗い STL を滑らかな曲線に戻すことはできません。曲線そのものが失われていて、残っているのは近似だけだからです。印刷に必要な精度で元のモデルから書き出し、元のファイルは残しておいてください。STL は配布用の形式であって、原本ではありません。

印刷可能なモデルは、曖昧さなく立体を記述している必要があります。つまり、すべての辺がちょうど二つの三角形に共有され、穴がなく、すべての法線が外向きを向いている必要があります。そのようなメッシュは水密、あるいはマニフォールドと呼ばれ、これがスライサーが内側と外側を判断できる根拠です。

モデルはこの条件を頻繁に満たしません。たいていはレンダリング用に作られたモデルだからです。厚みのない面は画面上では完璧に見えても印刷できません。統合されずに重なった二つの図形は内部に面を残します。メッシュの穴はスライサーを迷わせ、ファイルを拒否するか、意図しない場所を埋めてしまいます。修復ツールはたいていのケースを自動で直してくれ、プリンターに送る前に一度実行しておく価値があります。

STL の数値には単位がありません。ファイルには 25.4 と書かれていても、それがミリメートルなのかインチなのかは分かりません。インチで設計されたモデルをミリメートル基準のスライサーで開くと、意図した大きさの二十五分の一、逆方向なら二十五倍の大きさで印刷されます。

3D プリントの世界の大部分はミリメートルを前提にしていて、ほとんどのスライサーの既定値もそうなっています。印刷前に、スライサーが表示するバウンディングボックスの寸法を、実際にあるべき大きさと照らし合わせて確認してください。五秒の手間で、ぴったり収まる部品を作れるか、高くつく大失敗を経験するかの分かれ目になります。

仕様は二種類の符号化を許容しています。ASCII はすべての座標を読める文字として書くため、ファイルは五、六倍大きくなり、エディターで開けます。バイナリは三角形一つあたり五十バイトで書き、ほとんどすべてのソフトがこちらを生成し、想定しています。

特に理由がなければバイナリを使ってください。ASCII の実質的な利点は人が中身を確認できることだけで、壊れた書き出しを診断する際にはたまに役立ちますが、印刷には何の役にも立ちません。両者の変換は形状には何の影響も与えません。

STL には色がありません。使われていないバイトに色を詰め込む非公式の拡張機能もありますが、対応状況が一貫していないため頼りにできません。

マルチマテリアルやフルカラーの印刷が普通になるにつれ、これは重要になっています。複数の色を使う印刷には、マテリアルの割り当てを正しく運べる 3MF か OBJ が必要です。3MF は一般に現代的な答えで、単位もマテリアルも印刷設定も持つ本物の仕様です。それが STL に取って代わっていないのは、優劣ではなく単なる惰性です。

STL はそのままプリンターに送られるわけではありません。スライサーに渡されて、向きを調整され、そのままだと空中に印刷されてしまうオーバーハングにはサポート材が追加され、レイヤーごとに切断されて G コード — 機械への実際の指示 — が作られます。印刷が成功するかどうかを決めるすべての判断は、ファイルの中ではなくスライサーの中で行われます。

だからこそ、STL の中で正しくしておくべきことは限られています。正しい縮尺、水密なメッシュ、印刷サイズで曲線を表現するのに十分な三角形の数です。それ以外 — 充填率、壁の厚み、温度、サポート — はすべてその後の工程で決まり、穴の空いたメッシュをどれも救ってはくれません。