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[活用事例] Simpleware Softwareのデータを活用した化石の新しい展示方法

分野
  • 3Dプリンティング
構成
  • Simpleware Base

3D造形モデル作成におけるSimpleware Softwareの活用

本事例は、名古屋市科学館様、名古屋市工業研究所様、林原自然科学博物館様、モンゴル科学アカデミー古生物学センター様が、化石標本の形状を効果的に展示するために、X線CTで測定後、STLデータを作成、３次元造形機を用いて化石の複製を製作したものです。（データ：名古屋市工業研究所様ご提供）

X線CT撮影と展示用データの作成

X線CTを用いることにより、試料の内部構造を含めた３次元データの作成が可能です。３次元造形機は、３Ｄプリンタ、RP（Rapid Prototyping）とも呼ばれ、３Ｄ形状モデル作成において通常のプラスチック製品の製造と異なり金型が不要、高速・低コストで造形でき、また金型形状の制約がないため造形形状の自由度が非常に高い利点があります。

X線CT撮影と展示用データの作成 絶滅哺乳類（肉歯目ヒエノドン科ヒエノドン属Hyaenodon sp.）の右下顎一部の化石試料で第四乳臼歯と第一臼歯が保存されている。モンゴルの新生代古第三紀始新世（約3,500万年前）の地層から発掘された。

Simpleware ScanIP によるモデル化

X線CT撮影時には、一部不鮮明な歯の形状部分や、そのままでは凹凸が多い形状になる部分がありましたが、ScanIPで形状データ作成の際にペイント機能やスムージングフィルターを用いてなめらかな形状にすることができました。一方で歯の頭頂部に開いている穴はそのままのとし、形状を観察できるようにしました。このようにScanIPを使用すると必要に応じて形状修正が可能です。

X線CT撮影画像 X線CT撮影画像

ScanIP操作画面 ScanIP操作画面

ScanIPによるスムージングの様子 ScanIPによるスムージングの様子

Simpleware ScanIPで生成されるSTLファイル

ScanIPで生成されるSTLファイルは完全に閉じたサーフェースデータで穴開きなどがなく、３次元造形機で使用する前にデータの補正作業が不要です。また、三角パッチの大きさや数を調整することも可能です。

完全に閉じたサーフェースデータ 完全に閉じたサーフェースデータ

三角形パッチ 三角形パッチ

Simpleware ScanIPから出力されるSTLデータを用いて3次元造形機で複製を作成

本事例では、歯と顎との組み合わせ状態を理解しやすくするため、それぞれを別々のモデルとして造形し、着脱が可能な状態としています。また、組み合わせの詳しい状態や、歯の内部構造を観察できるようにするため、中央で２分割したモデルを作成されています。実物化石ではこうした展示方法は難しいため、これも造形物を用いる良さといえます。

造形に使用した元データ 造形に使用した元データ

実寸の２倍のサイズでモデルを作成 造形においては、形状観察が容易となるよう、
実寸の２倍のサイズでモデルを作成

展示における造形モデル作成の利点

通常の化石展示は手に触れて見ることができません。しかし、造形モデルであれば実際に手に触れ動かして詳細な構造まで観察できます。これは体験者の理解や記憶を助ける有効な手段です。同じ形状データから複製が容易に作成できるので、破損の際の交換も可能であったり多人数向けに複数の同型モデルを用意することも可能です。また、デジタルデータを元に造形するため、拡大や分割したモデルの作成が容易に行えます。着目させたい部分を効果的に見せることができ、通常の化石展示より有利であると言えます。

  • ※引用文献：岩間ほか(2013) ３次元データを活用した化石の新しい展示方法. 名古屋市科学館紀要 第39号 p39-43

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