Para corrigir sombreamento estranho em modelos 3D de cores planas, comece por corrigir as normais das faces. O sombreamento plano utiliza a normal de cada face para calcular a cor, por isso, normais invertidas ou desalinhadas causam manchas escuras/claras desiguais. Utilize a ferramenta "recalcular normais" do seu software 3D.
Para uma verificação fácil, altere a "orientação da face" no Blender para visualizar as direções normais (vermelho = normais invertidas) e inverta-as conforme necessário. Este passo simples resolve a maioria dos problemas de sombreamento plano sem trabalho extra.