機能概要

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3D_Evolutionは、設計・製造プロセスにおいて3次元CADシステムで対応できない部分に特化し3Dデータを活用する機能集積させたソフトウェアです。ドイツ版インダストリー4.0の実現に向けて、3DAモデル出図・3Dデータの機密保護化・3Dデータの軽量化・3Dデータの長期保存を担っています。後工程で利用する3Dデータの特徴として大規模アセンブルデータとなります。その大規模アセンブリデータの処理を行うためには、3Dデータをバイナリー解析を行い、大規模データを高速かつ正確に読み取る必要があります。3D_Evolutionは、3Dデータを3次元CAD環境がない環境においてバイナリー解析技術で自動車1台分の3Dデータを読取り、BOMの作成や干渉チェック、長期保存を行える唯一のソフトウェアです。3D_Evolutionの機能は、変換ツール、変更ツール、検証ツール、修正ツール、軽量化ツール、単純化ツール、3D最適化ツール、3Dデータ簡略化、バッチ処理(バッチツール)に分類できます。

3D_Evolution

変換ツール

3D_Evolutionの変換ツールには、ダイレクトトランスレータ、フィーチャー変換、3Dデータ長期保存があります。ダイレクトトランスレータは、形状情報(Brep)を任意のフォーマットに変換する一般的な3Dデータ変換機能です。フィーチャー変換は、特定3次元CADのフィーチャーを直接読取り、変換先3次元CADにプラグインでフィーチャーを再構築(再定義)する世界で唯一の3Dデータ変換機能です。プラグインは、変換先3次元CADのAPIを使用するためフィーチャーの更新時間を考慮し、選択した必要なフィーチャのみを転送することが可能です。スケッチベースのフィーチャーを選択して転送することで更新時間スピードがあがり、面倒なスケッチベースフィーチャーを正確なに転送することが可能です。3Dデータ長期保存は、重要な3Dデータを長期保存するためISO規格のSTEP AP242に変換します。

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修正ツール

3D_Evolutionの修正ツールには、ヒーリング、ステッチング、穴埋め(曲面生成)、収束点修正があります。ヒーリングは、母曲面を変更することなく再トリム計算により誤差エッジやフリーエッジを補正します。ステッチングは、ヒーリングで補正できない場所を母曲面を微調整して誤差エッジを補正します。これらの技術は、Asvanced Repair Technology(ART)と呼ばれ平面や円筒面等の製造業において重要な意味を持つ幾何的属性を保持しなながら補正が可能です。このことにより設計意図を維持、アセンブリ拘束が可能となります。マルチCAD間で設計を行っているロッキードF35の設計におけるプロジェクトで3D_Evolutionが採用された理由はこのARTです。穴埋め(曲面生成)は、データを修正する場合に曲面を再計算したり、穴埋めのために曲面が必要な場合フィル曲面、ブレンド曲面、ロフト曲面、平面計算を行いソリッド化、シェル化を行います。収束点修正は、三角面の収束点が捩じれている場合に収束点を再定義し三角面を再計算することで捩じれ面を修正します。

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検証ツール

3D_Evolutionの検証ツールは、トレランス検証、PDQチェック、3Dデータ比較、肉厚チェック、干渉チェック、隙間チェック、ドラフト解析、投影面積、分解検証(組図)など多彩な機能があります。トレランス検証は、3Dデータに対して指定したトレランスとの誤差を検証します。PDQチェックは、形状に対してPDQ項目を検証します。3Dデータ比較は、3Dデータ比較、アセンブリ比較、PMI比較を行います。この機能は、3Dデータ変換後に元データと変換データの比較を行う変換保証や3DAモデルの設計変更箇所の抽出を行います。肉厚チェックは、面直計算・接球計算・比率計算で行います。肉厚評価は、1つのアルゴリズムでは評価できないため、面直計算・接球計算・比率計算の3通りのアルゴリズムで計算します。干渉チェックは、接触・干渉の区別を行いながら干渉チェックを行います。接触部分は、形状をトレランス分オフセットして形状を小さくし接触を除外してから干渉チェックを行います。この計算方法は、3D_Evolutionのタフで高速な曲面オフセットアルゴリズムにより実現できます。隙間チェックは、クリアランス量をグラデーション表示します。干渉チェックとクリアランスチェックは干渉チェックライセンスで提供します。ドラフト解析は、抜き勾配角度を指定された方向から測定して色分けして表示します。投影面積は、指定された方向の最大投影面積と最小投影面積を高速に計算します。分解検証(組図)は、個々のパーツを平行、回転移動で分解することが可能です。アセンブリ分解は、分解図作成やアセンブリ位置の変更に使用します。

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変更ツール

3D_Evolutionの変更ツールには、曲面オフセット(厚み付け)、フェイス結合、ダイレクトモデリング、フィーチャー認識があります。3次元CADで曲面オフセット(厚み付け)計算は時間がかかる、または計算できないことが多々あります。曲面オフセット(厚み付け)は、複合面を高速にオフセットして板厚ソリッドを作成すりことが可能です。この曲面オフセット(厚み付け)は、干渉チェックにおいて接触除外計算に利用される重要なアプリケーションです。フェイス結合は、3次元CAD特有のトレランスにより結合できない面を結合し、位相誤差をヒーリングやステッチングで修正しソリッド化やシェル化を行います。ダイレクトモデリングは、半径値、距離、角度を変更することで形状を編集して再利用することが可能です。フィーチャー認識は、Brepからパッドやポケット、フィレット等を抽出することが可能です。抽出されたフィーチャーは、3次元CADに対してフィーチャー変換を行うことが可能です。このフィーチャー認識は、冶具データや機械設備データを修正する場合に有効です。

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PDQツール

3D_EvolutionのPDQツールは、3Dデータをダイレクトに読込み、PDQチェックとPDQヒーリングを行います。PDQヒーリング実行後は自動的にPDQチェックが起動します。このPDQチェックは、ISOのPDQ-Sのアルゴリズムに則った国際的PDQ機能で航空宇宙の3Dデータ50年保管でも3DデータのPDQチェックで使用されています。

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単純化ツール

3D_Evolutionの単純化ツールには、形状単純化・アセンブリ単純化・一括単純化・ハイブリット単純化(ハーネスモデル単純化)があります。形状単純化は、鋳物形状の詳細設計部分を埋めて機密保護を行う機能です。3DAモデル化が進み3Dデータで協調設計を行う場合に自社の設計データの機密部分を削除する必要があります。削除された輪郭情報をワイヤーフレームで残すことができ、全体的にデータが軽量化され参照設計がしやすくなります。アセンブリ単純化は、外観に影響のないパーツを自動的に削除する機能です。ファイル名やボディ名でも自動削除することが可能です。一括単純化は、アセンブリ単純化を行った後に形状単純化を自動的に行う機能です。ハイブリット単純化(ハーネスモデル単純化)は、平面や円筒面など必要なプリミティブ情報をフェイスとして残し、それ以外の設計詳細部分をテセレーションデータにします。テセレーション部分はデータが軽くなり測定不能です。このハイブリット軽量化は、設計が成熟して設計基準データが重たくなった状態でハーネス設計等を行う場合があり、設計基準データを軽くしてハーネス等の設計を行いやすくするメリットがあります。

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軽量化ツール

3D_Evolutionの軽量化ツールには、シュリンクラップ(包装形状化)とバウンダリーシェイプ(梱包形状化)があります。3Dデータを後工程で再利用する時に外観形状のみが必要な場合があります。軽量化した3Dデータは、ロボットシミュレーション、物流に於ける梱包設計、ファクトリーシミュレーション等インダストリー4.0を具現化するために必要です。シュリンクラップ(包装形状化)は、ビニール袋に形状を入れてエアーを抜いた状態の形状を計算します。またその時にビニール袋を接触するソリッドまたはフェイスを抽出することも可能です。バウンダリーシェイプ(梱包形状化)は、形状を梱包する空間形状を作成します。基本的には、形状を近似して単純な形状に置き換えます。アセンブリ部品全体を近似して1つソリッドを作成したり個々のパーツを近似してマルチソリッド化も可能です。この方法は、プラント設計データの軽量化でもよく行われる方法です。これらの軽量化処理は、バッチ処理で計算可能です。

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3Dデータ簡略化

3D_Evolutionの3Dデータ簡略化には、形状簡略化、メタフェイス(曲面合成)、中立面(形状簡素化)があります。これらの機能は、FEM解析におけるメッシュを軽量化しCAE演算コストを抑制します。メッシュデータを軽量化するためには、形状簡略化でフィレット・穴・C面や認識可能なフィーチャーを除去したり、メタフェイス(曲面合成)で複数面を合成しノード点数を削減したり、従来からあるCAE演算コストを削減する中立面(形状簡素化)を作成したりします。形状簡略化は、フィーチャー情報を削除するため位相情報が壊れます。壊れた位相情報は、ヒーリングで自動または手動で修復しながら簡略化作業を進めていきます。

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バッチツール

3D_Evolutionのバッチ処理(バッチツール)は、3D_Evolutionの様ざまな機能を自動処理することが可能です。ジョブの実行は、コマンドでやWebインターフェイスから実行が可能です。自動化のよくある事例として干渉チェック、3DAモデル出図、3Dデータ比較(設変検証)、単純化ツール(機密保護化)です。簡単なスクリプト言語で処理したいコマンドを記述しますが、基本的な処理は、すべて事前に用意されていて簡単なカストマイズで実行可能です。コマンド化が可能なため、PDMのイベントで実行したり、他のシステムとの連携が可能となります。3D_Evolutionは、バイナリー解析技術で3Dデータを読み込むため特別な3次元CAD環境を必要とせず、高速に大規模データを自動処理が可能です。

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