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機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等

3DCADの基礎を学ぶ記事一覧

3DCADをはじめて学ぶ方へ

このサイトでは3DCAD(キャド)をはじめて学ばれる方のために、・3D-CADの基礎知識の解説・3D-CADの基本的な機能・3D-CADで形状を作る際の考え方について解説しています。3D-CADソフトにはさまざまな種類があり、その操作を覚えることはとても重要なことです。しかし、このセクションではそれ...

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3DCADの種類

CADとはCADとは 「Computer Aided Design」 の略です。和訳すると「コンピューター支援設計」です。つまり、CADはコンピューターによって設計を支援してもらう道具ということです。道具であるため、CADの使い方を理解したからといって設計ができることにはなりません。設計ができるよう...

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3DCADを使うメリット

3次元CADを使うとさまざまなメリットが得られます。2D-CADは、手書きで行っていた作業をコンピューターに置き換えたソフトです。しかし、3D-CADは単に3Dモデルをコンピュータで作るためのソフトにとどまらず、さまざまなメリットがあります。以下に、3D-CADの主なメリットについて説明します。視覚...

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3Dモデルの表現方法-ソリッドとサーフェス

3Dモデルの表現方法には、「ワイヤーフレーム」「サーフェス」「ソリッド」の3つがあります。これらの違いは立体をコンピューターで表現するための方法の違いです。以下の形状の場合、表示上は全く同じに見えますが左右で異なります。中央部で切断した形状が以下となります。左は内部が詰まっているのに対し、右は内部が...

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モデリング方式-ヒストリとノンヒストリ

3D-CADのモデリング方式には、大きく2つ存在します。(3D-CADで3D形状を作成することを「モデリング」といいます。)・ヒストリータイプのCAD・ノンヒストリータイプのCAD※ヒストリーとは「履歴」の事です。ヒストリータイプのCADは形状を作成した履歴が残るCADです。図のように、単位形状の積...

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フィーチャーとは

3D形状は、「フィーチャー」と呼ばれる単位形状の積み重ねで作成します。 そして、フィーチャーには、さまざまなタイプのものがあります。フィーチャーの積み重ねでソリッド形状を作成する方式のことを「フィーチャーベースモデリング」といい、現在のソリッドベースの3DCADの主流となっています。フィーチャーは「...

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履歴の取り扱い方法

ヒストリーCADでは、フィーチャーの作成順序が画面内のツリーに履歴として保存されます。このツリーは、デザインツリー、仕様ツリー、モデルツリーなどと呼ばれ、ヒストリーCADでは必ず存在しています。ツリーに表示されるフィーチャーは、作成後に編集できます。また、作成したフィーチャーを削除したり、順序を変更...

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パラメトリック機能

パラメトリック機能とは、フィーチャーが持つ寸法情報、接続情報などを変更することで、形状を変えることが出来る機能のことです。フィーチャーは、「断面」、「寸法」、「方向」など作成時の情報を保持しています。これらの情報は作成後に変更することが可能です。(例)パラメトリック機能による寸法変更@ 寸法値を変更...

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フィーチャーの親子関係

パラメトリック機能を持つ3D-CADで形状を作成する場合、「親子関係」を考慮する必要があります。親子関係を考えずに作成したモデルは、形状変更時に大きく崩れる危険性があります。例えば、図のように底板の上に円柱が作成されている場合、円柱は底板の子となります。さらに円柱から相対位置に三角柱や四角柱を作った...

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3DCADで形状を作成する順序

パラメトリック機能を持つCADは、パラメトリックに自由に形状を変形させることができます。一方、作成順序がわるかったり、不適切な親子関係が発生していると自由に変形できないモデルとなります。自由に変形できるモデルにするためには、実際にモデルを製造して加工を加えるようなイメージで作成すると良いです。例えば...

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モデルの基準の考え方

3Dモデルをゼロから作成する場合、モデルの原点位置を決める必要があります。パラメトリック機能を持つ一般的な3D-CADでは、初期設定で3つの基準平面と座標系が存在します。この座標系の中心が3Dモデルの基準点となります。3Dモデルの基準点は、設計基準と一致させるのが一般的です。2D図面のように寸法線が...

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スケッチタイプのフィーチャーの使い方

フィーチャーの中でも 「押し出しフィーチャー」と「回転フィーチャー」は、機械設計において最も頻繁に利用されるフィーチャーです。この2つのフィーチャーを駆使することで、大部分の形状を作成することが出来ます。例えば、次の形状はこの2つのフィーチャーの組み合わせのみで作成しています。つまり、「押し出し」や...

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スケッチタイプのフィーチャー利用の注意

スケッチタイプのフィーチャーを使って形状作成する場合、次のことに注意します。1.スケッチの形状はシンプルにすること2.ラウンド(丸み付け)はスケッチしないこと3.寸法の参照は無くならないものにすること4.寸法の付け方はモデリング重視にすること上記の基本ルールを理解せずに自由に作成すると 形はできたけ...

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スイープ及びロフトフィーチャーの使い方

「スイープフィーチャー」 は、ある軌道(パス)にそって断面を移動することで形状を作成します。押し出しフィーチャーと似ていますが、その違いは軌道が曲がっていることです。この機能で作成できる代表的な形状としてスプリングがあります。スプリングは螺旋状の軌道にそって円を移動させて作成することができます。スプ...

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シェルフィーチャーの使い方

シェルフィーチャーは貝殻の様に均一な板厚の形状を作成することができるフィーチャーです。ソリッドのかたまりから削除する面を指定し、表皮を残した形状の作成が行えます。意匠(デザイン)をともなう家電製品などの外装部品、板金部品などをモデリングする際に利用すると便利な機能です。意匠(デザイン)をともなう部品...

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フィレットフィーチャーの使い方

フィレット(またはラウンドともいう)は、選択した角部のエッジを丸めるためのフィーチャーです。デザイン要素を含んでいたり、製造するために必要であったりと殆どの製品において作成されます。フィレットのタイプフィレットは一定半径で丸める他、さまざまなタイプがあります。・一定半径 面と面の境界となる角部に一定...

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ドラフトフィーチャーの使い方

ドラフト(draft angle) とは、3Dモデルを金型に対応できるようにするためにつける勾配(こうばい)のことです。下図のように、製品の側面に傾斜をつけて、製品が金型からスムーズに取り出せるようにします。ドラフトのつけ方ドラフトを作成する場合、ドラフト面、ドラフト基準、抜き方向、勾配値の指定が必...

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アセンブリ

3D-CADでは、部品を 「パート」 と呼び、組立品を 「アセンブリ」 と呼びます。(※アセンブリは2次元図面における組立図と同じ意味合いです。) また、最上位のアセンブリを「トップアセンブリ」、その配下のアセンブリを「サブアセンブリ」と呼びます。アセンブリの作成は、画面上でパートの面同士を一致させ...

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ボトムアップとトップダウン

3DCADで設計またはモデリングする場合、ボトムアップ手法とトップダウン手法の2つの手法があります。ボトムアップ手法ボトムアップ手法とは、部品を別々に設計し、最後に組み付けて完成させる手法のことです。プラモデルのように、部品が先にあって組み立てていくイメージです。既に設計済みの製品を流用する場合など...

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CADの心臓カーネルとは

「カーネル」とは3D形状を表現するためのコアとなる部分、言わば 「3次元CADソフトの心臓」 です。(パソコンで言えばOSに相当)CADは何百種類というソフトウェアがあり、会社ごとに使用されるCADは異なっているケース多いです。3D-CADデータは社外との受け渡しが多く発生します。なぜなら、3D-C...

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ソリッドモデルの表現方法(CSG/Breps)

立体をコンピューターで表現するための方法として、ソリッドやサーフェスなどがあります。ソリッドの場合、以下の種類の表現方法があります。・CSG (Constructive Solid Geometry)・B-preps (Boundary Representation)・ボクセル (voxel)・オク...

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モデリング精度(トレランス)

モデリング精度(トレランス)とは、点や線などの座標値の精度のことです。3DCADのモデルは、コンピューターでさまざまな計算処理を行い作成されます。計算処理の結果、小数点が発生した場合、有効桁数内におさめる必要があります。(例 10÷3=3.333・・・)このためどうしても誤差が発生します。この誤差を...

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3D-CADのファイル形式とファイル互換

3Dデータを異なるCAD間で交換する場合、生のCADデータで交換することはできません。例えば、一太郎の文書をWordで開けないのと同じです。異なるCAD間でCADデータを交換するためには、CADに依存しない 「中間ファイル」 を用いることになります。中間ファイルの形式には様々なものがあります。ファイ...

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3D-CADファイルの拡張子

CADが標準的に使うファイル形式をネイティブファイルと呼びます。ネイティブファイル同士で異なるCAD間でのファイル交換は原則不可能です。(※詳しくは 3D-CADのファイル形式とファイル互換 で解説)もし、他からCADデータを貰ったら、そのデータがどのようなファイル形式のデータであるのか見分けなけれ...

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