投稿者「kamiya」のアーカイブ

多品種少量生産

ものづくりは多品種少量の加速が予想されています。煩雑で手間のかかる作業が増えることになり、ＤＸ化とロボット化の進化が必要になります。ＡＩ活用活用と画像認識の向上したロボットと工作機械協調が必要とされています。

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隕石

数億キロ離れた太陽系の果てから飛んできた隕石、火星と木星の間にある小惑星帯から来ると言われています。貴重な隕石は保存される「かたち」を公開する催しにレプリカを利用があります。

＜事例＞原物を３Dスキャンして形状をデジタル化

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畜電池安定調達

EVの走行距離が伸びる次世代の全固体電池の実用化には時間がかかりそうな状況下、リチュウムイオン電池のシェアが低下している。日本政府は経済安全保障上重要製品と位置付け、大型設備投資への資金支援を強化される。

＜事例＞ＥV自動車部品

半導体製造装置部品

半導体が必要なのは自動車・家電製品・産業用機械など半導体がなければ暮らしの質は５０年以上前に戻るといわれています。経済安全保障推進法で半導体生産に巨額な投資行われます。

＜事例＞製造装置部品の３D計測

X線CTを利用した3D計測

鋳造製品の内部状況、樹脂製品の内部構造、ゴム製品の内部観察、複雑な内部構造を持つ被検物の３D計測や、内部欠陥検査などの非破壊検査を実現できます。

X線CTで内部形状の３D計測事例

3Dスキャン

3Ｄスキャン、3Ｄ測定、3Ｄ計測は、立体物を測るという点は同じです。取り込んだ立体の3次元データを縦・横・高さの座標軸を持つ仮想的な空間をパソコン上で表示します。３Dスキャンで取得したデータは座標情報の集まりの点群データで形成します。ものづくりのデジタル化が進む現代では、欠かすことができない必要なプロセスで各産業で普及しています。スキャンデータはそのままでは使用できません設計や検査などに活用するには、点群データ⇒ポリゴンメッシュ⇒３次元CADデータ等の編集作業が必要となります。データの利用目的により変換、編集内容が変わります。

＜点群データ＞
スキャンしたデータは点の集合体で空間は3次元であり、直交座標 (x, y, z) で表現します。一つひとつの点同士には関連がなく、それぞれにX、Y、Zの位置情報や色などの情報を持っています。レンダリングは可能であるが、点群データ形式のままでは3次元データとして処理には適しません。

＜ポリゴンデータ＞
点群をソフトウェア上で小さい多角形で結び位置や角度、模様、質感などの見え方を個々に自動計算して三次元メッシュを作成する。コンピュータ任せになるため、データの欠落やノイズが発生しやすい。滑らかさを出すため細かい多角形にする必要があるが、データの容量が増加します。

＜3次元CADモデリング＞
3次元データとして利用するには、ポリゴンデータから3次元CADモデリングが必要になります。3Dモデリングすることによりポリゴンでのメッシュ欠落等の欠点を補うことができます。各種の3次元のCAD/CAMソフトウェアで使用可能になります。CAD化したモデリングのデータからポリゴンに変換することで、3Dプリンタ用に修正されたSTL型式データとしても利用することができます。

＜3Dスキャンからのモデリング行程＞
①採取データから特徴線抽出　②サーフェス作成　③エッジを封孔しソリッドモデル作成

＜サーフェスとソリッドの相違＞
サーフェスは表面のみで、内部が空洞の面集合体からなるCADデータ。自由曲面で編集することが可能のため、ユニバーサルデザイン、キャラクターデザイン、インテリアデザイン、などのデザインに特化したモデルに適しています。データ形式は、汎用的なIGES形式を利用されています。

ソリッドモデルは中身が詰まったCADモデルデータ、中身があるため重量計算や体積計算、ソリッド同士での干渉チェック等が可能です。工業製品の設計などに適しています。ソリッド系のソフトウェアで利用。データ形式は汎用的な、X_B、X_T、STEP、パラソリッドなどがあります。

①立体データ　②表面のみで中身は空洞　③中身が詰まった質量があるCADデータ

＜３Dスキャン事例＞
工業用デザインモデル、自動車インテリアデザインモデル、一般家庭電化製品ワーキングモデル、機構部品のハウジング、微細的な形状をスキャンからの曲線や曲面を生成のNURBSメッシュ作成。

既成製品の３Dスキャニング、図面や３Dデータがない製品、３Dスキャニングでデジタル化、３DーCADデータを起こす逆工学のリバースエンジニアリングは製作リードタイムの短縮になります。

プレス金型など手作業で仕上げ修正製作されている金型を、３Dススキャニングデータで３DーCADモデリングすることで同じ型の再製作が可能です、３D-CADモデルが最新の状態に更新されます。

鋳物の既存品を新規模型に反映、石膏鋳造、ダイカスト品試作、複雑な形状の鋳物、アルミ鋳物、現物と同形状の3D-CADデータ作成,３Dスキャンとリバースエンジニアリングモデリングの利用。

ポリゴン(STL)データから3dCAD作成

ポリゴンとは

ポリゴンメッシは三角形・四角形・五角形などという多辺形多角形で構成されています。複数の平面に囲まれた立体の多面体で空間に配置される形状を定義する頂点、辺、面の集合になります。ポリゴンメッシュが多い程、細かくなればなるほど滑らかな詳細な描画が可能になり擬似的に曲線・曲面も表現できます。増えるほど詳細な表現が可能になり擬似的に曲線曲面も表現できます。

ポリゴンの多面体の集合体により立体的な曲面を表現でき、3次元コンピュータグラフィックスや3Dプリンター、フィギュア作成　構造や流体の解析などに利用されています。

ポリゴンのデメリット
◆多辺形多角形で構成されているため滑らかな曲線を表現するには多数の多角形が必要になりデータ容量が増大します。◆ポリゴンメッシュの変更や編集が完全にできるソフトウェアがありませ。３Ｄスキャンなどで完全に採取できない部分はポリゴンの欠落が発生します。◆コンピュータを使用して設計やデザインを行う3DCADとして利用するにはポリゴンメッシュからCADデータに変換が必要になります。ＣＡＤモデリングすることで、ＣＡＭで加工や 3DCAD編集が可能になります。

ポリゴンからCADモデリングのデータサービス

最近では自動変換のソフトウェアが開発されいますが、立体の形状次第ではメッシュデータの欠落が多く発生し、3DCADデータとして使用できないことが多いです。完全な３次元メッシュデータにするには、３次元CADの基本的なモデリング機能でのＣＡＤモデリングが必要になります。

ポリゴンデータ　⇒　CADモデリング　⇒　CADデータ受け渡し形式　IGES　X_B　STEP　他

①点群データ　②ポリゴンデータ　③特徴線抽出　④３次元CADモデリング　⑤データサービス

ポリゴンデータからのCADモデリングのデータサービス　＜お問合せ先＞

事例、ポリゴンからCADモデリング

＜工業デザインモデル＞工業向け3Dプリンターで製作した試作品のSTLデータから３DーCAD作成データサービス、量産用の加工データに利用されました。	・	＜クレイモデル＞デザイナーのスケッチをもとに原型師が製作した、粘土モデルの３Dスキャンデータのポリゴンメッシュから3d-CAD作成、3dデータ出力。
＜装飾品ケース＞3Dプリンターを使った試作品の化粧品ケース、デザインに合わせて試作したモックアップのSTLデータから3d-CADモデリングデータ作成。		＜フアン羽根＞推進機用のターボファン羽根、軸流型ターボファン、遠心ファン，横流ファン，. 斜流ファン，軸流ファンの羽根車形状デジタルデータ。
＜自動車部品＞都道府県の工業技術総合センターで3ｄスキャンした自動車部品データの STL ファイル形式から3d-CADモデリング、更新型製作に利用される。		＜機器のハウジング＞組み込む機器において、軸やハウジングの取付け部の寸法や精度確認、軸とハウジングの設計や密封装置、防塵対策等に利用。
＜鋳造品＞最新のテクノロジーが融合した鋳造品、複雑な形状の部品の鋳放し鋳造品に対する公差確認やシェル中子と呼ばれる中子データのデータ取り等利用。		＜機械部品＞スキャナの普及が進みデータ採取は容易ですがモデリングにはノウハウが必要です,スキャンデータからモデリングのデータサービスの利用。
＜マスコット＞立体マスコット、オリジナルマスコットフィギュア、3Dプリンターのポリゴンデータから量産用の射出成形用型の3d-CADモデリング等に利用。		＜キャラクター＞イメージマスコットキャラクター,人物フィギュア,キャラクタ人形,3Dデザイン,3Dプリンターのポリゴンデータのモデリングデータ提供。