このスプール、あと何個刷れる？
3Dプリンターを使い込んでくると、必ず直面する問題がある。「このスプールの残り、次のプリントに足りるかな？」という疑問だ。途中でフィラメントが切れたときの絶望感は、経験者なら誰でも知っているはず。
このツールは、造形物のざっくりしたサイズとインフィル率を入力するだけで、必要なフィラメント量・長さ・コストを事前に見積もれる。スライサーでSTLを読み込む前の「ざっくり見積もり」や、スプール残量管理に使える。
なぜフィラメント必要量見積もりを作ったのか
開発のきっかけ
3Dプリンターで何かを造形するとき、一般的な手順は「モデリング → STLエクスポート → スライサーで設定 → フィラメント量を確認」という流れだ。でも、STLを用意する前段階で「だいたいどれくらいフィラメントを使うか」を知りたい場面は意外と多い。
たとえば、材料の購入計画。複数の部品をまとめて刷る予定があるとき、今のスプールで足りるのか、新しいスプールを買い足す必要があるのかを事前に把握したい。スライサーを起動してSTLを一つずつ読み込む手間は、見積もりの段階ではちょっと重い。
また、スプールの残量管理も面倒だった。残りのフィラメント重量を大まかに把握していても、次のプリントに足りるかどうかは計算しないと分からない。途中でフィラメントが切れると、造形物が使い物にならなくなるリスクがある。
こだわった設計判断
形状を「直方体・円柱・球」の3パターンに絞ったのは、あえてシンプルにするためだ。複雑なモデルも外接する直方体や円柱で近似すれば、実用的な精度で見積もれる。むしろ複雑にしすぎると、スライサーを使った方が早いという本末転倒になってしまう。
シェル（壁）とインフィル（充填）を分離して計算しているのもポイントだ。壁厚レイヤー数×ノズル径で壁の実寸を出し、上下面はレイヤー数×レイヤー高さで算出する。この分離により、「壁3層・インフィル20%」のような実際のスライサー設定に近い見積もりが出せる。
フィラメント使用量の決まり方 — 外形・シェル・インフィルの関係
フィラメント使用量とは何か
3Dプリンターの造形物は、大きく分けて**シェル（外殻）とインフィル（内部充填）**の2つの要素でできている。シェルは造形物の外側の壁と上下面。インフィルはシェルの内部を埋める格子状の構造だ。
たとえるなら、シェルは建物の外壁と屋根、インフィルは室内の柱や間仕切りのようなもの。建物全体をコンクリートで埋める（インフィル100%）こともできるが、通常は壁と柱だけで十分な強度が得られる。
外形体積の算出
まず造形物の外形体積を求める。直方体なら ``` 体積 = 幅(X) × 奥行(Y) × 高さ(Z)
円柱なら ```
体積 = π × (X/2) × (Y/2) × Z
球なら ``` 体積 = (4/3) × π × (直径/2)³
### シェル体積とインフィル体積
シェル体積は「外形体積 − 内部空間体積」で求まる。内部空間は、外形寸法から壁厚と上下面厚を引いた寸法で計算する。
壁厚 = 壁レイヤー数 × ノズル径 上下面厚 = 上下面レイヤー数 × レイヤー高さ
インフィル体積は、内部空間にインフィル率を掛けたもの。
インフィル体積 = 内部空間体積 × (インフィル率 / 100)
### 重量と長さへの変換
フィラメント体積（シェル＋インフィル）が求まったら、材料の密度を掛けて重量に変換する。
フィラメント重量(g) = 体積(mm³) ÷ 1000 × 密度(g/cm³)
フィラメントの長さは、断面積（直径1.75mmの円）で体積を割れば求まる。
フィラメント長さ(m) = 体積(mm³) ÷ (π × 0.875²) ÷ 1000
PLAの密度は1.24 g/cm³、ABSは1.04 g/cm³と材料によって異なる。同じ体積でも重量が変わるため、材料選択が見積もりに影響する。参考: [RepRap Wiki - Printing Materials](https://reprap.org/wiki/Printing_materials)
## 事前見積もりが重要な3つの理由
### プリント途中のフィラメント切れ
3Dプリントで最も避けたいトラブルの一つが、造形途中のフィラメント切れだ。フィラメントセンサー付きの機種なら一時停止してくれるが、センサーなしの機種では気付かずに空振りを続け、造形物が台無しになる。10時間以上の長時間プリントでこれが起きると、時間と材料の両方を失う。
事前に必要量を見積もっておけば、「残り300gのスプールで400g使うプリントは無理」と一目で判断できる。
### 材料費の予算管理
ホビー用途でも、フィラメント代は積み重なると馬鹿にならない。PLA 1kgスプールが3,000円として、月に3kgほど使えば9,000円。特殊フィラメント（ナイロン、PC）を使う場合はさらにコストが上がる。
プリント前にコストを把握しておくことで、「この部品を全部PLAで刷ると材料費だけで2,500円か。ABSにすれば密度が低い分、2,100円で済むな」といった判断が可能になる。
### まとめ買いの最適化
複数の部品をまとめて造形する計画がある場合、各部品の見積もりを足し合わせれば、必要なフィラメント総量が分かる。1kgスプールで足りるのか、2kgまとめ買いした方がお得なのか、事前に判断できる。
## フィラメント量が気になる4つの場面
### スプールの在庫管理
手持ちのスプールであと何個刷れるかを把握したい。特に色違いのフィラメントを複数持っていると、残量管理が重要になる。残り少ないスプールを次のプリントに使って大丈夫かの判断に。
### 購入前の材料計画
新しいプロジェクトを始める前に、必要なフィラメント量を概算で見積もりたい。まだSTLが完成していない段階でも、おおよその寸法から材料コストを予測できる。
### 材料の比較検討
同じ部品をPLAとPETGで刷った場合のコスト差を知りたい。密度と単価が異なるため、材料選択でコストが変わる。
### 教育・ワークショップの準備
学校や教室で3Dプリンターを使う場合、参加者全員分の材料が足りるかを事前に確認する必要がある。1人あたりの造形サイズから全体のフィラメント使用量を概算できる。
## 基本の使い方
3ステップで見積もり完了。
### Step 1: 形状とサイズを入力
造形物に近い形状（直方体・円柱・球）を選び、概算の外形寸法をmm単位で入力する。複雑な形状でも、外接する直方体や円柱で近似すればOK。
### Step 2: プリント設定を入力
インフィル率・壁厚レイヤー数・上下面レイヤー数・レイヤー高さ・ノズル径を設定する。スライサーと同じ設定を入れれば、より正確な見積もりになる。
### Step 3: 結果を確認
フィラメント重量(g)・長さ(m)・材料コスト(円)が即座に表示される。スプール残量を入力すれば、足りるかどうかも自動判定してくれる。
## 具体的な使用例
### ケース1: 小型フィギュア（PLA・低インフィル）
**入力値:**
- 形状: 円柱（直径40mm × 高さ60mm）
- インフィル: 15% / 壁3層 / 上下4層 / レイヤー0.2mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: PLA（密度1.24 g/cm³・3,000円/kg）
**結果:**
- 必要量: 約29.5 g（12.3 m）
- 材料コスト: 約89円
→ **解釈**: 1kgスプールなら30個以上刷れる計算。フィギュアの量産にPLAは非常に経済的だ。
### ケース2: スマホケース（PETG・中インフィル）
**入力値:**
- 形状: 直方体（75mm × 150mm × 10mm）
- インフィル: 30% / 壁3層 / 上下4層 / レイヤー0.2mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: PETG（密度1.27 g/cm³・3,500円/kg）
**結果:**
- 必要量: 約77.8 g（25.5 m）
- 材料コスト: 約272円
→ **解釈**: PETG 1kgスプールで12-13個は作れる。耐久性が必要なケースにPETGは好適。
### ケース3: 機能部品（ABS・高インフィル）
**入力値:**
- 形状: 直方体（30mm × 30mm × 50mm）
- インフィル: 60% / 壁4層 / 上下5層 / レイヤー0.15mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: ABS（密度1.04 g/cm³・3,500円/kg）
**結果:**
- 必要量: 約35.4 g（14.2 m）
- 材料コスト: 約124円
→ **解釈**: 高インフィルでも小型部品なら材料費は抑えめ。ABSは密度が低いためPLAより軽く仕上がる。
### ケース4: 大型花瓶（PLA・低インフィル）
**入力値:**
- 形状: 円柱（直径150mm × 高さ200mm）
- インフィル: 10% / 壁3層 / 上下4層 / レイヤー0.2mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: PLA（密度1.24 g/cm³・3,000円/kg）
**結果:**
- 必要量: 約341.8 g（114.6 m）
- 材料コスト: 約1,025円
→ **解釈**: 大型になると一気に材料を消費する。スプール残量が400g未満なら、新しいスプールを用意した方が安全。
### ケース5: 球形ランプシェード（TPU・低インフィル）
**入力値:**
- 形状: 球（直径120mm）
- インフィル: 10% / 壁2層 / 上下3層 / レイヤー0.2mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: TPU（密度1.21 g/cm³・4,500円/kg）
**結果:**
- 必要量: 約64.7 g（22.2 m）
- 材料コスト: 約291円
→ **解釈**: TPUの柔軟性を活かしたランプシェード。特殊フィラメントは単価が高いため、事前のコスト確認が重要。
### ケース6: 量産部品20個分の材料計画
**入力値:**
- 形状: 直方体（20mm × 20mm × 15mm）× 20個
- インフィル: 40% / 壁3層 / 上下4層 / レイヤー0.2mm / ノズル0.4mm
- フィラメント: PLA（密度1.24 g/cm³・3,000円/kg）
**結果（1個あたり）:**
- 必要量: 約5.1 g
- 20個合計: 約102 g（材料コスト: 約306円）
→ **解釈**: 小型部品の量産でも、個数を掛ければ無視できない量になる。1kgスプールで約196個刷れる計算。
## 仕組み・アルゴリズム
### 採用した計算手法
フィラメント使用量の見積もりには、大きく2つのアプローチがある。
1. **体積ベース近似**（本ツール採用）: 造形物を幾何学的な形状で近似し、シェルとインフィルに分離して体積を算出
2. **Gコード解析**: 実際のスライスデータからノズルの移動距離を積算（スライサーソフトが採用）
体積ベース近似を選んだ理由は、STLファイルやスライスデータが不要で、寸法の入力だけで概算が出せるためだ。精度はGコード解析に劣るが、「プリント前のざっくり見積もり」という用途には十分だ。
### 計算フロー
- 外形体積 V_outer を算出（形状に応じた公式）
- 壁厚 = wallLayers × nozzleDiameter
- 上下面厚 = topBottomLayers × layerHeight
- 内部寸法 = 外形寸法 − 2×壁厚（幅・奥行）, − 2×上下面厚（高さ）
- 内部体積 V_inner を算出（内部寸法が0以下なら中実）
- シェル体積 = V_outer − V_inner
- インフィル体積 = V_inner × infillRate / 100
- 合計体積 = シェル体積 + インフィル体積
- 重量(g) = 合計体積(mm³) / 1000 × 密度(g/cm³)
- 長さ(m) = 合計体積(mm³) / (π × r²) / 1000 ※r = 0.875mm
### 具体的な計算例
50mm × 50mm × 30mmの直方体、PLA、インフィル20%、壁3層（ノズル0.4mm）、上下4層（レイヤー0.2mm）の場合:
外形体積 = 50 × 50 × 30 = 75,000 mm³ 壁厚 = 3 × 0.4 = 1.2 mm 上下面厚 = 4 × 0.2 = 0.8 mm 内部寸法 = (50−2.4) × (50−2.4) × (30−1.6) = 47.6 × 47.6 × 28.4 内部体積 = 64,337 mm³ シェル体積 = 75,000 − 64,337 = 10,663 mm³ インフィル体積 = 64,337 × 0.20 = 12,867 mm³ 合計体積 = 10,663 + 12,867 = 23,530 mm³ 重量 = 23,530 / 1000 × 1.24 = 29.2 g 長さ = 23,530 / (π × 0.875²) / 1000 = 9.78 m
参考: [All3DP - 3D Printer Filament Guide](https://all3dp.com/1/3d-printer-filament-types-3d-printing-3d-filament/)
## スライサーとの使い分け — このツールの立ち位置
### スライサーとの違い
スライサー（Cura、PrusaSlicer等）はSTLファイルを実際にスライスして正確な値を出す。本ツールはSTL不要で概算を出す「事前見積もり」の位置づけだ。精度ではスライサーに勝てないが、手軽さで勝る。
### オンライン変換ツールとの違い
「フィラメント 使用量 計算」で検索すると、重量↔長さの単純変換ツールが見つかる。しかし、これらは「すでに重量が分かっている」前提だ。本ツールは「まだ重量が分からない段階」で、造形物の寸法から重量を推定するところに価値がある。
### 最も活きる場面
- STLが未完成で、寸法だけ決まっている段階
- 複数部品の材料をまとめて見積もりたいとき
- フィラメントの種類を変えた場合のコスト比較
- スプール残量と次のプリントの必要量を手早く照合したいとき
## フィラメント1kgで何が作れるか
### PLA 1kgの目安
PLA（密度1.24 g/cm³）1kgスプールの場合、フィラメント長さは約335m。インフィル20%・壁3層の標準設定で、50mm角の直方体なら約34個、スマホケースサイズなら約13個刷れる計算になる。
実際にはサポート材やスカート/ブリムでのロス、印刷失敗による廃棄もあるため、見積もりの8-9割程度が実質的な使用可能量と考えておくとよい。
### インフィルパターンと使用量の関係
インフィルのパターン（グリッド、ジャイロイド、ハニカム等）によっても実際の使用量は変わる。ジャイロイドはグリッドに比べて5-10%ほど多くフィラメントを使う傾向がある一方、同じインフィル率でも強度が高い。本ツールの見積もりはパターンによる差を含まないため、目安として捉えてほしい。
参考: [Prusa Knowledge Base - Infill Patterns](https://help.prusa3d.com/article/infill-patterns_177130)
## フィラメント節約のコツ
### Tip 1: インフィル率を見直す
装飾品や見た目だけのモデルなら、インフィル10-15%で十分。構造的な強度が必要な部品でも、40%あれば多くの用途に耐えられる。100%にする場面は、金属の代替部品など極めて限定的だ。
### Tip 2: 壁厚を調整する
壁2層で十分な場面も多い。ただし、壁が薄すぎると表面品質が落ちたり、インフィルパターンが透けて見えることがあるため、用途に応じて判断しよう。
### Tip 3: スプール残量の測り方
空スプールの重量を量っておき、現在の総重量から引けば残量が分かる。一般的なスプールリールの重量は200-300g程度。デジタルスケールがあれば正確に測定できる。
### Tip 4: レイヤー高さとノズル径の関係
太いノズル（0.6-0.8mm）と高いレイヤー（0.3mm）を使えば印刷速度が上がり、結果的に時間効率が良くなる。ただし表面の粗さは増す。見た目が重要でないプロトタイプや内部部品なら、太ノズル＋高レイヤーがフィラメント節約にも繋がる。
## よくある質問
<details>
<summary>Q: 実際のスライサーの値とどれくらいズレる？</summary>
概算のため、実際のスライス結果とは±20-30%程度のズレが生じることがある。特に複雑な形状やサポート材が多い造形物では差が大きくなる。外接する単純形状で近似しているため、凹凸が多いモデルは過大見積もりになりやすい。購入計画の目安として使い、最終確認はスライサーで行うことを推奨する。
</details>
<details>
<summary>Q: サポート材の分は含まれている？</summary>
含まれていない。サポート材の量は造形物の形状やオーバーハング角度に大きく依存するため、単純な形状近似では見積もれない。サポートが多く必要なモデルの場合は、本ツールの見積もりに20-50%程度を上乗せして考えるとよい。
</details>
<details>
<summary>Q: 入力した寸法やデータはどこかに送信される？</summary>
一切送信されない。全ての計算はブラウザ上で完結しており、サーバーへの通信は行わない。入力データは画面を閉じれば消えるため、プライバシーの心配は不要だ。
</details>
<details>
<summary>Q: インフィル率0%で計算するとどうなる？</summary>
インフィル率0%にすると、シェル（外壁と上下面）のみで構成される中空の造形物として計算される。フィラメント使用量はシェル体積分のみとなり、最も材料を節約できる設定だ。ただし強度は大幅に低下するため、実用部品には向かない。
</details>
<details>
<summary>Q: 壁厚が大きすぎて「中実として計算」と表示されるのはなぜ？</summary>
壁厚レイヤー数×ノズル径が外形寸法の半分以上になると、内部空間がなくなりインフィルが入る余地がない。この場合、造形物全体がシェルで埋まる100%充填扱いとなり、インフィル設定は無視される。小さい造形物に太いノズルを組み合わせると起きやすい。
</details>
## まとめ
フィラメント必要量見積もりは、STLやスライサーを使わずに、造形物の概算サイズから材料の重量・長さ・コストをサクッと出せるツールだ。
スプール残量チェック機能で「足りるか足りないか」を事前判定できるのが最大のメリット。プリント途中のフィラメント切れを防ぎ、材料の購入計画を立てやすくなる。
3Dプリントのコスト面が気になった人は[3Dプリント原価計算機](/3d-print-cost)も試してみて。フィラメント代だけでなく、電気代・減価償却を含めた総コストが分かる。
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*不具合や要望があれば、[X (@MahiroMemo)](https://x.com/MahiroMemo)から気軽に教えて。*
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