3D造形のためのTinkercad:使い始め方とスライサーへのエクスポート

Tinkercadとは何か、誰向けか

Tinkercadは、Autodeskが提供する3D設計ツールで、ブラウザーから直接使え、インストールするものは何もありません。仕組みは単純で、基本的な図形（ボックス、円柱、球、穴の形）を足したり引いたりして組み合わせ、デジタルのブロックのようにパーツを作ります。この方法なので、CADソフトにまったく触れたことがない人でも取り組みやすく、よりエンジニアリング寄りの無料のCADツールとは異なります。

対象層は幅広く、教室の生徒や教師、初めてのプリンターをセットアップする初心者、複雑なアプリケーションを習得せずに、ブラケット、ケース、簡単な交換部品のような単純なパーツが必要な人などです。Tinkercadには、基本的な電子工作や初心者向けのコーディングのモジュールも含まれていますが、パーツを造形する人のほとんどが目当てにしているのは3Dエディターです。

ブラウザー上で完結し、インストールするものがないことも、学校や図書館が頼りにする大きな理由です。共有のコンピューターが1台あれば足り、管理者権限やライセンスの管理も不要です。この点で、Tinkercadは、3Dプリント向け無料CADのページで取り上げているほとんどのツールと異なります。それらは通常、ローカルへのインストールが必要です。

アカウントの設定：未成年、クラス、Autodeskへのサインイン

Tinkercadでは、プロジェクトの保存と読み出しにアカウントが必要です。AutodeskのTinkercad利用規約によると、13歳以上の人は自分のアカウントを作成でき、それより年少の子どもは、保護者または法定後見人の承認を得た場合か、教師がサービスアカウントで設定したクラスを通じてサービスを利用する場合にのみ作成できます。

このクラスモードは学校で最も一般的な方法で、教師は個人のメールアドレスなしで生徒のプロフィールを作成し、作成されたプロジェクトを確認できます。教室以外の家庭での利用には標準のAutodeskアカウントで十分で、毎回ファイルを書き出す代わりに、リンクでプロジェクトを共有することもできます。

インターフェースの使い方：図形、グループ化、正確な寸法

ワークプレーンは仮想のビルドプレートのように見え、サイドパネルからその上に図形をドラッグして配置します。各図形は、マウスでドラッグする代わりに正確な値を入力してサイズを変更でき、別のパーツと組み合わせるパーツで当て推量を避けられます。グループ化すると複数のソリッド図形が1つの体積に結合され、穴として設定した図形は、ソリッドとグループ化したときに素材を差し引きます。

このソリッドと穴の考え方は、パラメトリックCADパッケージにあるスケッチや拘束のツールに代わるものです。単純なパーツには十分ですが、正確なパターンを繰り返す必要があったり、すべてを作り直さずに後から寸法を変更したかったり、より有機的な形状をモデリングしたかったりすると、物足りなく感じ始めます。

ワークプレーンにはグリッドが表示され、その単位はミリメートルとインチで切り替えられるため、書き出してから気づくのではなく、設計中にパーツの実寸のスケール感を意識し続けられます。モデリングを始める前に、パーツのサイズを自分のプリンターのベッドと比べておけば、土壇場ですべてのサイズを変更する手間が省けます。

スライサー向けの書き出し：STL、OBJ、よくある落とし穴

パーツが完成したら、Tinkercadのドキュメントによると、書き出しボタンでSTL、OBJ、SVG、エディター独自のプロジェクト形式など、複数のファイル形式を選べます。3Dプリントでは、STLが最も汎用的な形式で、OrcaSlicer、Bambu Studio、Curaなどのスライサーに読み込むのに最も安全です。OBJは、色やテクスチャの情報を残したい場合に便利な代替手段です。

初心者がよくはまる落とし穴は、実際にはグループ化されていないまま接触しているだけの複数の図形でできたパーツを書き出してしまうことです。最終的なファイルに隠れた内部の面が残り、スライサーがソリッドの体積を計算する際に混乱する原因になります。書き出す前にパーツの要素を明示的にグループ化する習慣をつければ、そうした問題のほとんどを避けられます。あわせて、書き出されたファイルに何が保持されるかに影響するSTLと3MFの比較の選択も重要です。

デザインの一部だけを書き出すことと、Tinkercadのプロジェクトがマスターのままである理由

Tinkercadのヘルプセンターには、書き出す前に知っておきたい動作が明記されています。上部ツールバーの書き出しボタンでは、「含める」の項目で、ワークプレーン上のすべてを書き出すか、選択した図形だけを書き出すかを選べます。1つのパーツだけをスライサーに送るには、先にそのパーツを選択してからクリックしてください。そうしないと、ファイルには、脇に置いたままの使わなくなった試作品も含めて、平面上にあるものがすべて含まれます。

同じページには、3Dプリント用に提供される形式がOBJ、STL、GLTFであること、ファイルが自動でダウンロードされること、そして最も重要な点として、書き出し時にすべての図形が1つのパーツとしてグループ化されることが記されています。Tinkercadに読み込み直したファイルは、もうグループを解除できません。したがって、オンラインのプロジェクトが編集可能な唯一の原本であり、STLはスライサーに渡すための固定されたコピーにすぎません。

実際には少し気を配る必要があります。複数の可動部品を持つアセンブリは、1つずつ順に選択して部品ごとに書き出します。また、数か月後に編集可能なバージョンを見つけられるように、Tinkercadのプロジェクト名にはわかりやすい名前を付けておくべきです。他の場所でダウンロードしたSTLや3MFをTinkercadで調整するのがとても難しいのも、そのためです。すでに1つの塊に溶接された状態で届くからです。

3Dプリントにおける Tinkercad の限界

Tinkercadにはパラメトリックな拘束がありません。パーツは、互いに数学的な関係を持たない独立した図形の積み重ねのままです。後から寸法を変えるには、1つの変数を調整するのではなく、複数の要素を手作業で配置し直すことになるのが普通で、少しでも複雑なパーツや、複数のサイズ展開を想定したパーツでは面倒になります。

このエディターには、高度な機械アセンブリのツール（計算されたクリアランス公差、標準ネジ、動作シミュレーション）や、技術図面の出力もありません。既存の機構に正確にはめ込む必要がある機能部品では、これらの不足がすぐに表面化します。

Tinkercadにあるコミュニティ共有デザインのライブラリは、インスピレーションを得たり、白紙のワークプレーンからモデリングする代わりの出発点にしたりするには役立ちますが、作成履歴の代わりにはなりません。共有されたモデルを自分の寸法に合わせるには、1つのパラメーターを調整するのではなく、作業の一部をやり直すことになることが多くあります。

Fusion、FreeCAD、Onshapeに移るべきタイミング

切り替えのきっかけは、たいてい同じです。複数の要素の間に正確な拘束が必要になったとき、変更履歴が必要になったとき、あるいは互いに相対的に動く複数のパーツのアセンブリが必要になったときは、Tinkercadのブロック式のアプローチよりも、パラメトリックツールのほうが向いています。Fusion 360とOnshapeはその原理で動作し、インターフェースはプロ向けのCADソフトに近いものです。FreeCADは、ローカルでのモデリングにアカウントが不要な、無料のオープンソースソフトウェアとして、同等のアプローチを提供しています。

初日から正しいツールを選ぶ必要はありません。多くの人は、ソリッドモデリングの基本を学ぶためにTinkercadから始め、前もって切り替えるのではなく、特定のプロジェクトで具体的な限界に実際にぶつかった時点で、より高機能なツールに移ります。

出典と限界

• Tinkercad — 3Dプリント用の3Dモデルの書き出し（形式）
• Tinkercad — TinkerTips：書き出しオプション（ブログ）
• Autodesk — Tinkercadの利用規約（アカウント、未成年、クラス）

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