検索結果：３次元ＣＡＤ利用技術者試験取得への道

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３次元データの有効活用であるＣＡＥとは

2008年6月24日

ＣＡＥとは、Computer Aided Engineeringの略で、コンピュータを使い解析シミュレーションを行うことで、製品の生産性や品質を向上させることであります。

ＣＡＥは多くの分野で使用されています。

私は、主に金型の構造解析とお客様への製品形状提案の際に使っております。

最近のＣＡＥソフトは、操作性も簡単で誰にでも使うことが出来ますが、ちゃんとした知識を持っていないと、正確な結果が得られません。

メッシュの切り方を一つとっても、精度や計算時間に大きく関係します。

解析結果に関係する要素は、大きく分けると以下のものがあります。

・材料特性

・荷重条件

・拘束条件

・境界条件

・メッシュ分割

などなど・・・

ＣＡＥ作業の流れとしては、以下のようになります。

①プリプロセッサにて、解析に必要な条件を作成する

②ソルバーを実行して、解析を行う

③ポストプロセッサで結果を分析する

解析手法は以下の３つが代表的です。

・有限要素法（FEM：Finite Element Method）

・有限差分法（finite difference method）

・境界要素法（BEM：Boundary element method）

以下は、金型のパンチを解析したものです。

構造解析

３次元データの品質PDQ

2008年6月19日

PDQとは、３次元ＣＡＤのデータ品質のことです。

PDQが悪いと、他の３次元ＣＡＤにデータを渡したときに、正確に表示されなかったりします。

また、ＣＡＭのシステムに渡したときに、ちゃんとパスが作成できなかったり、ＣＡＥではメッシュがうまく切れなくてエラーになってしまったりもします。

３次元ＣＡＤを使い、ものづくりを効率よくしていくには、PDQはとても重要なことです。

形状の品質は、モデリング操作で避けられる問題もあります。

以下に、避けられる場合と、避けられない場合を示します。

●モデリング操作で避けられる問題

・微小なモデリングは避ける

・穴を物体のぎりぎり（接するなど）に開けるような形状は作成しない

・鋭く尖った形状は作成しない

・ブーリアン演算のときに形状をオーバーラップさせて行う（和のときには、食い込ませる）

・線や点で接触するような形状は作成しない

●モデリング操作で避けられない問題

・トレランスの違いによる離れ

・縮退部をもつ形状（フィレット面の３辺で囲まれる部分で、１つの頂点に収束する部分）

３次元ＣＡＤとは

2008年6月 2日

３次元ＣＡＤ(3D-CAD)とは、３つの座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で表す空間上に、立体の形状を描くＣＡＤ(Computer Aided Design)システムです。

ＣＡＤは、コンピュータを使った設計プロセスでの情報伝達手段に使われるツールに過ぎません。

良い設計をするには、設計者の知識、経験、勘などが大きく関わっています。

しかし、２次元ＣＡＤに比べ３次元ＣＡＤは、設計者を大変助けてくれます。

それは、製品が複雑になればなるほどです。

２次元ＣＡＤのように平面に線で描かれた図面よりも、３次元ＣＡＤで実際の製品になる形状を立体で見れたほうが、製品形状を認識することは断然３次元のほうが早いです。

なので、設計ミスも少なくなるわけです。

３次元ＣＡＤのメリットを上げたらキリがありませんが、いち設計者としていくつか上げたいと思います。

●解析

特に構造解析です。設計していく中で強度は大切です。

やたらに強度を上げるにも、製品スペースの問題やコストなども関係してきます。

簡単な形状のものですと、手計算でも出来るのですが、やはり形状が複雑になってくると計算にも時間がかかり大変です。

３次元データを使うことによって、構造解析が簡単に？（ＣＡＥについては追々話していこうと思います）できるのです。

●マスプロパティ

マスプロパティとは、３次元モデルの質量や表面積、重心、慣性モーメントなどといった形状モデルの特性の総称。（公式ガイドブック引用）

設計者には、このような製品に関する情報が一瞬にわかるのは、大変うれしい事です。

●プレゼンテーション

私は、お客様や外注さんとの打ち合わせを一にプレゼンテーションと考えております。

出来るだけわかりやすく相手に伝えるために、３次元ＣＡＤは便利なツールです。

●製品形状の自由度

２次元ＣＡＤでは、表現できなかった複雑な曲面の製品が作れるようになった。

などなどです。