3Dプリント用にSTLファイルを修復：無料で使えるSTL修復ツール5選

Meshmixerは万能で使いやすいメッシュ編集ソフトウェアです。三角メッシュを最適化するだけでなく、断面全体を再スカルプトしたり、モデルを最適化したり、便利な機能を追加したりすることも可能です。

Meshmixerにコートフックのファイルをインポートし、Analysis（解析）→Inspector（検証）を実行すると、メッシュの欠陥が全て表示されます。Shaders（シェーダー）でX線モードを選択するとさらに見やすくなります。Hole Fill Mode（穴埋めモード）を選択してから、球体（ハンドル）をクリックして欠陥を1つずつ修正するか、Auto Repair All（すべて自動修正）を実行します。大抵の場合はこれでほとんどの欠陥が修復できます。

他にも、削除したいエリアを選択後、ポップアップメニューでEdit（編集） → Erase and Fill（消去と充填（F））を実行する方法もあります。タイプをSmooth MVCに設定すると、なめらかな仕上がりになります。Edit（編集） → Make Solid（ソリッドの作成）またはEdit（編集） → Replace and Fill（置き換えて充填）でも密閉型のメッシュを作成できます。他にも、RobustSmooth スカルプトブラシを使って修復したエリアをスムーズになじませることができます。

モデルに分離シェルがある場合は、Edit（編集） → Separate Shells（シェルの分離）からObject Browser（オブジェクトブラウザ（Ctrl + Shift + O））を開きます。そのまま1度にシェルを2つずつ選択してBoolean Union（ブール演算で結合）をクリックします。Precise（精緻）またはMax Quality（最大品質モード）では2つのオブジェクトが交わる結合曲線を維持できますが、Fast Approximate（高速概算）の方がはるかに速く品質も十分です。

ブール演算が失敗した場合、オブジェクトが赤色に変わります。その場合、Search Depth（深度の検索）パラメータを高く設定し、Target Edge Scale（ターゲットエッジの高さ）を下げて成功の確率を上げます。Use Intersection Curves（結合曲線の使用）を確認することでも品質を高められます。うまくいかない場合は、Edit（編集） → Transform（トランスフォーム）でシェルの1つを100分の数ミリ程度動かすとうまくいきます。

Auto Repair All（すべて自動修正）では浮いている部分を取り除き、境界ループを全て修復することができます。この例では、支柱の1つにできてしまったギャップを手動で結合します。こういう場合にはBridge（ブリッジ）ツールが役に立ちます。ブリッジツールは直線型のオブジェクトに向いていますが、今回は円形ループの間に空いたギャップを埋めたいので、セクションごとに結合していきます。Edit（編集） → Select（選択）をクリックし、結合したい三角形同士をハイライトします。次にポップアップメニューからEdit（編集） → Bridge（ブリッジ（Ctrl + B））を実行し、Refine（リファイン）を高く設定して結合部分をなめらかにします。ギャップの周辺の数箇所でBridge（ブリッジ）コマンドを繰り返し、Inspector（検証）で残りの穴を埋めていきます。欠陥を防ぐには、修復の前にEdit（編集） → Remesh（再メッシュ）を実行し、心配な部分で三角形分割を行って三角形の数を増やし、均質化しておくと良いでしょう。

Meshlabは3Dスキャンデータのメッシュ操作に特化したソフトウェアで、多数の三角形分割機能や高度な修復アルゴリズムが搭載されています。なかでも、目標とする面の数に合わせて三角形分割するFilters → Remeshing, Simplification and Construction → Simplification（Quadratic Edge Collapse Decimation）が便利です。Planar Simplificationにチェックを入れると、平面部分の品質が上がります。他にも、Filters → CleaningとRepairing → Merge Close Verticesで三角形の数を減らすことができます。

浮いているパーツを検出するには、プロジェクトウィンドウでパーツを右クリックし、Split in Connected Componentsを選択します。分離したシェルは個別に削除するか、Union演算子を使用したCSG Operationで結合し直すことができます。

Meshlabでは基本的なメッシュ修復作業も可能です。例えば、Filters → Cleaning and repairing → Select Self Intersecting Faces → Applyを実行すると交差している三角形がすべて設定され、Deleteで削除できます。Filters → Cleaning and repairing → Remove Duplicated FacesとRemove Duplicated Vertexの削除はいつでも役に立つ機能です。次に、Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Close Holesで穴を埋めていきます。Filters → Quality Measure and Computationsの下のCompute Geometric Measuresを実行すると、メッシュが水密かどうかを確認できます。メッシュが水密でない場合、Render → Show Non Manif Edges and Show Non Manif Verticesで修正が必要な部分を確認します。

ギャップを埋めるには、ツールバーのSelect Faces in a Rectangular Regionで三角形のグループを削除します。Altキーを押すと裏面になっている箇所は選択から外すことができ、Shift + Ctrl + Dで選択を解除できます。三角形を個別に選択するにはツールバーのZ-Paintingで赤いブラシアイコンをクリックします。左クリックで三角形を選択、右クリックで選択範囲を消去、deleteで三角形の削除ができます。Meshlabには三角形作成機能がないため、Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Surface Reconstruction: VCGの下のサーフェス生成機能を使います。Voxel Sideを十分低く、Geodesic WeightingとVolume Laplacian Iterationsを十分な高さで設定すると、なめらかな多様体メッシュになります。この方法は通常、Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Screened Poisson Surface Reconstructionよりも推奨されます。他にも、Alpha Complexを生成してからAlpha Shapeを生成する方法があります。再メッシュについては、Filters → Remeshing, Simplification and Construction → Uniform Mesh Resamplingでボクセライザーが使用できます。

注：重要な操作を行った後は必ずメッシュを保存してください。Meshlabには元に戻す機能がないため、変更を元に戻したい場合は1つ前のメッシュを再インポートする必要があります。

Materialise Magicsは、肉厚解析、空洞化、再メッシュ、スムージング、ブール演算処理、切断、穴埋め、エッジ修正、複雑な三角形の欠陥の修正など、様々な操作を手動で行うことができるプロ仕様の3Dプリントデータ作成ツールです。

欠陥の修復には通常、赤い十字アイコンの下のFix Wizard（修正ウィザード）を使用します。Go to Advised Step（推奨手順）をクリックすると、診断画面で修復すべき欠陥をチェックできます。大型のメッシュの場合、

修正ウィザードでエッジや重複三角が修正されない場合には、Fix Wizard（修正ウィザード）のStitching（ステッチング）の下にあるStitch（ステッチ）機能なら十分な交差設定ができて便利です。重複三角が残っている場合は、修正ウィザードをもう一度実行するか、修正ウィザードメニューの重複セクションから重複の検出を選択します。これで重複三角が全て選択された状態になり、選択範囲を削除でまとめて削除することができます。また、交差三角についても三角形 → 交差の検出で同じ操作を行うことができます。残りのギャップを結合しても修復が完了しない場合、作成ボタンをクリックすると手動でギャップを埋めることができるようになります。メインメニューの

Fix Wizard（修正ウィザード）ではシェルを結合できないことがあります。これを修正するには、メイン画面のParts Pages（パーツページ） → Part List（パーツリスト）でパーツを右クリックし、Shells to Parts（シェルからパーツへ）を選択します。これで別々のメッシュが作成されるので、Tools（ツール） → Boolean（ブール演算（Ctrl + B））機能にチェックを入れると結合できるようになります。

Blenderは、3Dモデル作成、リギング、レンダリング、アニメーションなど、無料で様々なメッシュ作成機能が使用できるオープンソースのソフトウェアです。画面下部のツールバーのMesh（メッシュ）メニューからEdit Mode（編集モード）を選択すると、様々なSTL修復機能が利用できます。アドオンのCellBlenderを追加すると、Mesh Analysis（メッシュ解析）でモデルが多様体かどうかを確認できます。修復対象とするメッシュまたはセクションが選択されていることを確認したら、修復スクリプトを開始します。

Mesh（メッシュ） → Normals（ノーマル） → Recalculate Outside（面の向きを外側に揃える（Ctrl + N））で、法線が反転している三角形の向きを修正できます。修正結果は上部の情報ペインで確認でき、四角形が作成されてしまった場合にはMesh（メッシュ） → Faces（面） → Triangulate Faces（面を三角化（Ctrl + T））で三角形に変換できます。 Mesh（メッシュ） → Degenerate（削除） → Dissolve（溶解）では、面積のない辺と面を削除できます。Mesh（メッシュ） → Vertices（頂点） → Remove Doubles（重複頂点を削除）で重複した頂点を取り除き、辺を結合します。

Blenderで最も簡単に穴埋めをする方法は、まずSelect（選択） → Select Boundry Loop（境界ループを選択）または、Select（選択） → Select All by Trait（特徴で全選択） → Non Manifold（非多様体（Shift + Ctrl + Alt + M））で非多様体の辺を全て選択します。その後、Mesh（メッシュ） → Faces（面） → Make Edge/Face（辺・面を作成（F））、またはMesh（メッシュ） → Faces（面） → Fill（充填（Alt + F））で穴埋めをします。個々の三角形を作成したい場合は、辺または頂点を右クリックし、2つ目の辺をShift + 右クリックした後にFキーを押すことで作成が可能です。編集中に、ツールバーの3つのアイコンをクリックしてVertex Select（頂点選択）、Face Select（面選択）、Edge Select（辺選択）モードを切り替えると便利です。特定の領域を選択するには、Select（選択） → Circle Select（円選択（C））でブラシ選択と同じような操作が可能です。ブラシサイズはマウスホイールか数値のプラス/マイナスボタンで変更できます。選択を解除したい場合はShiftキーを押しながら解除したい箇所をクリックします。Mesh（メッシュ） → Faces（面） → Beauty Faces（面を最適化（Shift + Alt + F））で選択範囲の品質を向上させることができます。個々の境界ループはAlt + 右クリックで選択できます。開いた状態の境界ループを2つ選択し、Mesh（メッシュ） → Edges（辺） → Bridge Edge Loops（辺ループのブリッジ）を実行するとなめらかに結合できます。

Mesh（メッシュ） → Vertices（頂点） → Separate（分離） → By loos parts（構造的に分離したパーツ）を実行すると、プロジェクトブラウザでシェルごとに1つのオブジェクトが作成されます。これにより、不要なメッシュオブジェクトを削除することができます。分離したシェルはBoolean Modifier（ブーリアンモディファイア）で結合できます。うまくいかない場合はRemesh Modifier（リメッシュモディファイア）でオクツリー深度を8程度にするか、満足のいく仕上がりになるまでこの値を増やします。特定の部分に厚みを加えるには、Sculpt Mode（スカルプトモード）に変更し、下部メニューのBrush（ブラシ） → Sculpt Tool（スカルプトツール）からインフレートブラシを選択します。

Autodesk Netfabbは高度な3Dプリントファイル作成ツールで、この自動修復機能はFormlabsのPreFormなどの造形準備ソフトウェアにも組み込まれています。Standard版、Premium版、Ultimate版があり、教育目的の場合はStandardとPremium版が無料で利用できます。

Netfabbには、空洞化、カスタムのサポート生成、軽量パーツの開発に役立つLattice Assistant（ラティスアシスタント）とLattice Commander（ラティスコマンダー）など、高度なメッシュ編集機能が搭載されています。Ultimate版では、FEA Analysis（FEA解析）で荷重に基づいてパーツを構造的に最適化できるOptimization Utility（最適化ユーティリティ）が利用できます。

File（ファイル） → Import CAD File as Mesh（CADファイルをメッシュとしてインポート）では、さまざまなファイル形式からメッシュモデルをインポートできるだけでなく、Catia、Siemens NX、SolidWorks、SolidEdge、Rhinoceros、ProE、SketchupのネイティブファイルやSTEP、IGES、SAT、Parasolid XTファイルにも対応しています。メッシュをインポートするには、File（ファイル） → Add Part（パーツを追加）をクリックし、ダイアログでExtended Repair（自動メッシュ修復）にチェックを入れます。これにより、ほとんどの欠陥が修復されて3Dプリント可能なファイルになります。

修復ジョブを開始する前に、パーツを解析しておくと便利です。タスクバーのAnalysis（解析）アイコン、またはParts（パーツ） → Analysis（解析） → New Analysis（新しい解析） → Add Parts（パーツの追加）でパーツを右クリックし、肉厚を素早くチェックすることができます。パーツを右クリックし、Analyse（解析） → New Measurement（新規測定）を選択するか、タスクバーの定規アイコンで特定箇所の線形、半径、角度、肉厚を測定することができます。

タスクバーで赤色の修復アイコンをクリックし、Part Repair（パーツ修復）セクションを開きます。インポート時に自動修復スクリプトでうまく修復できた場合、Status（ステータス）タブのMesh is Closed（水密メッシュ）とMesh is Oriented（メッシュの方向づけ）にそれぞれ緑色のチェックがつきます。交差三角がある場合は、Actions（アクション）タブでファイルをさらに最適化することができます。Self Intersections（自己交差）でDetect（検出）を選択し、デフォルトの穴埋めを行うTrivial（トリビアル）、Stitch Triangles（三角形のステッチ）、Remove Double Triangles（重複三角の削除）、Remove Degenerate Faces（縮退した面を削除）、Split Off（分離）のいずれかを選択し、交差箇所をRemove（削除）します。Wrap Part Surface（パーツのサーフェスを覆う）はボクセル化処理と同様、外側を多様体だけで覆います。また、Shells（シェル）タブでノイズシェルが存在しないことを確認します。

ギャップを埋めたい場合、Netfabbでは穴埋め処理になるのでさらに手作業での修復が必要になります。メインツールバーでSelect Surfaces（サーフェスを選択）アイコンをクリックし、穴全体を選択してDelete（削除）を実行します。または、Brush Selection（ブラシ選択）ツールを使用することもできます。Ctrl + マウスホイールまたはプラス/マイナスボタンでブラシのサイズと選択範囲を変更できます。三角形を選択した状態でRemove Selected Triangles（選択した三角形を削除）アイコンをクリックして三角形を削除し、Add Triangles（三角形を追加）で不足分やブリッジング用の三角形を手動で追加します。Repair（修復） → Close all Holes（全て穴埋め）でメッシュの修復が完了です。最後に、Mesh Edit（メッシュの編集） → Remesh（再メッシュ）コマンドでTarget Edge Length（ターゲットエッジの長さ）の値に基づいてモデルを再計算し、メッシュをさらに精巧化することができます。Maintain Edge（エッジを維持する）オプションにチェックを入れると、シャープなエッジ周りの完全性が最適化されます。

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