サーフェスデータとソリッドデータ

CADとは、

Computer Aided Designの略称で、コンピュータによる設計・製図支援システムをいいます。
物体の形状をＸ・Ｙ軸で描画する2D設計と、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸で描画する3D設計があります。
物の曲線や複雑な形状を視覚的に表現できるので、工業製品の設計では主に3D-CADを使用しています。
CAD

CADモデリングとは、

コンピュータの画面上で設計からモデリングまでできるので、実物が無くてもデータだけで作成可能です。
工業的部位・外観などのデザインや内部の構造解析まで多種多用に利用できます。
表現方法には3D-CADによる、サーフェス系・ソリッド系モデリングがあります。

①データ取り込み　②特徴線抽出　③サーフェス作成　④稜線出し　⑤フィレット、仕上げ

　　　　

リバースモデルによるフィードバック

既存の工業モデル・製品モデルの現物から3D-CADデータを作成。
現物からのデータを利用する事で、設計部門へデータのフィードバックができます。
リバースサーフェスモデル・リバースソリッドモデルのデータを作成して様々な角度から検討する事が可能。
リバースモデル

3DCAD

2DCADは製品形状を投影図としてXYZの各面の平面上に表すのに対して、3DCADは製品形状を3次元的な立体として表す方式になっています。3DCADで作成した立体データを3DCADではモデルといいます。CADでモデルを作成することをモデリングといいます。3Dデータは立体形状のため、いろいろな角度からみることができます。そのため設計者や製造関係者以外の人も製品の形状認識ができます。3DCADのモデルはすべての人が活用できます。

３次元CADはサーフェス系とソリッド系に分けられます。サーフェスは、外面、表面の意味があり、立体の表面形状を組み合わせてモデルを作成していく方式です。サーフェス面は領域としての情報があるが、中身の情報は含まれていません。面に囲まれた立体形状の内部は空洞となっています。主に複雑な曲面が多い製品のデザイン、曲面の形状データが必要な設計で多くりようせれます。自由曲線の多い面はナーブス面で構成されます。

ソリッドは中身が詰まったの意味があります。立体形状を組み合わせてCADモデリングしていく方式です。サーフエスモデルは表面だけのデータで成り立っているが、ソリッドモデルはその名のとおり中身が詰まったCADモデルデータとなります。一般的に意匠やハウジングなど表面形状のデザイン系CADモデルはサーフェスモデル。機械系、部品系のCADモデルはソリッド系などと使い分けされています。

部品のデータは単純要素を積み重ねて作成していきます。ソリッドモデリングはこのフィチャーの作成が基本的な編集作業になります。3D計測データからフィチャーの形状要素を認識させてモデリング作業を行っていきます。3DCADにおいてCADモデル形状を作成していくためにフィチャー形状をつくり、立方体、円柱、形の孔開けなど行ないソリッドモデルを完成させます。
3DCAD

 

サーフェスデータとソリッドデータの特長

CAD（コンピュータ支援設計）におけるサーフェスデータとソリッドデータは、3Dモデリングと設計において異なる特長を持っています。

サーフェスデータ（Surface Data）

  1. 定義: サーフェスデータは、物体の外面を薄いシェル（外皮）で表現する方法です。これは、通常、曲線や曲面を使用して形成されます。
  2. 複雑な形状のモデリング: サーフェスモデリングは、複雑な曲線や流れるような形状を作成するのに適しています。自動車のボディデザインなど、スタイリッシュで複雑な形状を持つ製品の設計によく使用されます。
  3. 詳細なコントロール: サーフェスモデリングは、曲面の細部に対する高い制御を可能にし、非常に精密な設計を行うことができます。
  4. 視覚化とプレゼンテーション: サーフェスは、製品の外観と形状を視覚的に表現するのに最適です。プレゼンテーションや視覚化に有用です。
  5. 複雑な解析の制限: 一般的に、サーフェスモデルは、内部構造や質量特性の詳細な分析には適していません。

ソリッドデータ（Solid Data）

  1. 定義: ソリッドデータは、物体を完全な体積として表現します。これには、内部構造も含まれ、物体は「実体」として扱われます。
  2. エンジニアリング分析に適している: ソリッドモデリングは、物体の質量、体積、重心、慣性特性などを計算するのに適しています。これは、構造解析や製造に不可欠です。
  3. 製造への直接的な応用: ソリッドモデルは、CNC加工や3Dプリンティングなどの製造プロセスに直接使用できます。
  4. 単純な形状に適している: ソリッドモデリングは、比較的単純な形状や、内部構造を持つ製品に適しています。
  5. 複雑な外観のモデリングの難しさ: 複雑な曲線や曲面を持つオブジェクトのモデリングは、サーフェスデータに比べてソリッドデータでは難しい場合があります。

サーフェスデータとソリッドデータは、それぞれ異なる用途と利点があり、設計の要件に応じて選択されます。設計プロセスの中で、これらのデータタイプを適切に組み合わせて使用することが一般的です。