富士ゼロックス／慶應義塾大学SFC研究所

色・材料・接合強度などを保持できるボクセルベースの新3Dデータ形式「FAV」

富士ゼロックスと慶應義塾大学SFC研究所は、物質の内部構造、色、材料、接合強度などを含めた3次元情報を保持することで、複雑な工程を経ずに立体物をより表現力豊かに出力できる、新しい3Dプリント用データフォーマット「FAV（FAbricatable Voxel）」を共同研究し、その仕様を公開した。

公開 2016年07月25日 09時00分

更新 2017年12月08日 18時29分

著者

八木沢篤

[TechFactory]

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　日々進化する3Dプリンタ。フルカラー、マルチマテリアルに対応し、高精細な造形が可能な表現の幅が広がった機種が続々と登場している。

　しかし、従来、3Dプリント出力の際に用いられるSTLなどのデータフォーマットでは、3Dモデルの内部構造の記述ができなかったり、色の情報や造形に用いる材料の情報を保持できなかったりなどの課題があり、高性能化する近年の3Dプリンタ本来の能力を十分に発揮し切れていないケースが生じていた。

　こうした状況に対し、富士ゼロックスと慶應義塾大学SFC研究所は、物質の内部構造、色、材料、接合強度などを含めた3次元情報を保持することで、複雑な工程を経ずに立体物をより表現力豊かに出力できる、新しい3Dプリント用データフォーマット「FAV（FAbricatable Voxel）」を共同で研究。2016年7月12日にその仕様をWebサイト上で公開した。

3Dプリンタの次世代標準フォーマットを狙う「FAV」の特長とは？

　FAVとは、既存の3Dデータフォーマットのようにポリゴン（三角形）で3次元モデルの“表面のみ”を記述するのではなく、複雑な内部構造や属性を自由にモデリングして管理できるよう、立方体や球体など3次元の基本要素である「ボクセル」で3次元モデルを表現するデータフォーマットである。

図1　ボクセルを立体的に配置したイメージ図

　ボクセルを立体的に配置することで3Dデータを表現。1つ1つのボクセルに対し、色情報、材料情報などさまざまな属性を定義できる。また、ボクセル同士の接続強度なども管理可能である。FAVにより、“硬い材料や軟らかい材料など複数の材料の分布を細かくデザインする”“複雑に入り組んだ内部構造を自由にデザインする”など、高い表現力を持った立体物を作ることが可能になるという。

図2　内部構造、色情報、材料情報を保持

　さらに、ボクセルデータのまま物理シミュレーションが行え、その結果を立体物の設計に簡単に反映させることが可能。例えば、物理シミュレーションの結果を反映して、歪の大きい部分の材料変更や構造変更などを容易に行うことができる。さらに、ボクセルごとに定義された接続強度などの属性を用いることで、理想の強度を得るためのデザイン変更や3Dプリント向けに最適化を行うといった応用も可能になる。

図3　ボクセルデータによるシミュレーション結果とデータ反映の例

　FAVは慶應義塾大学環境情報学部教授の田中浩也氏の3Dデータ処理ソフトウェア開発のノウハウと、富士ゼロックスの画像処理技術の強みを最大限に生かし研究開発されたボクセルベースの新しい3Dデータフォーマットである。その仕様をオープンフォーマットとして広く公開すると同時に、富士ゼロックスはFAVを3Dプリンタの次世代標準フォーマットとするための提案活動を行い、3Dプリンタを活用した新しいモノづくり環境の実現を目指していくという。