3D図面について|3D図面のすゝめ

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3D図面について

3DAモデルの運用に成功したヨーロッパは、設計・製造の大幅なコストダウンに成功しています。3DAモデル運用は、各社の機密事項のため伝わってきませんが、確実に伝わってくる情報は3DAモデルのフォーマットです。エアバス社を中心とした航空宇宙産業は、STEP AP242 Business Object Model、ダイムラー社を中心とした自動車産業はJTフォーマットを採用しています。大きなフォーマットの特徴としてSTEP AP242 Business Object Modelは、CADデータとの同一性検証を備えているのに対してJTフォーマットにはありません。JTフォーマットの場合は変換されたJTデータをマスターデータとして運用しています。どちらにせよ3DAモデル化の目的は、生産性の向上、設計資産の継承、PL法対策です。3Dデータと2Dデータでは、情報量や伝達スピードが格段に違います。ガラケーとスマホ以上の差があります。日本国内でも3DAモデルに対する動きが出てきていますが情報、技術、仕組みが徹底的に不足しています。3DAモデル化の技術や仕組みは、10年先、20年先を見据えた長期的に持続可能なものでなくてはなりません。ヨーロッパでは、確実に3DAモデルの国際標準化が進み製造業の利益率と生産性が上昇しています。これは国民一人当たりのGDPで理解できます。具体的に3DAモデル化により設計、製造コストは約50%減になります。3DAモデル運用に成功したダイムラー社のCEOは、”2016年は、ダイムラー社始まって以来の素晴らしい年になった”とのインタビューがありました。ダイムラー社の成功は、3DAモデル化、XML BOM化、曲面オフセット、干渉チェック、3Dデータ比較、3Dデータ単純化をPDMイベント処理で実行していることです。ダイムラー社は、余った工数をEV車開発、自動運転技術に振り分けています。

3D図面

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ヨーロッパ事例:3DAモデルによる工数削減効果

工数削減効果

① 干渉解析

DMU_Inspectorは、日々、設計データを監視し、差分干渉チェックを行います。接触部分を除外し致命的な干渉を抽出しリスト化することが可能です。ゴムパッキンなど明らかに干渉を許可する形状の組み合わせを認識させることにより、次回の干渉チェック計算から除外することが可能です。このDMU_Inspectorは、マルチCADフォーマットに対し干渉チェック計算が可能です。例えばボディ系は、CATIA V5を使用し、パワートレイン系はCreoでもまるごと干渉チェック計算が可能です。

② 3DAモデル出図

CADデータの3DAモデル変換により、3次元CADデータをXML BOM形式と3DAモデルに変換します。XML BOM形式は二種類存在し、ドイツ自動車工業会(VDA)はPLMXML形式、航空宇宙団体(LOTAR)は、AP242 XML形式です。3DAモデルフォーマットとしてJTフォーマット(VDA)とSTEP AP242 Business Object Model(LOTAR)の運用実績があります。

③ 単純化

3DAモデルのIPプロテクションを実行することにより、軽量化と知財保護を同時に行います。このIPプロテクションは、詳細設計部分を削除して外観形状にすることができます。用途は、協調設計、生産準備、梱包設計に使用できます。このIPプロテクションは、インダストリー4.0誕生した重要な機能です。

④ 付加製造

付加製造(Additive Manufacturing)により設計工数や製造工数の削減、製品の品質向上が可能です。最近の付加製造では、積層と5軸加工を組み合わせることにより、複雑な形状を精度よく製造することが可能です。この技術により複数で構成される部品が、1個の部品に集約することが可能となり、設計・製造工数の削減効果が発生します。また金型の摩耗に対し、金型を測定したSTLデータを測定することで摩耗した部分を盛り付け、再加工することで金型修理を行っています。

⑤ 検査

3DAモデルと製品データを比較することが可能です。PMIに指定された公差内か否かの検証が可能です。

⑤ 長期保存

CADデータの3DAモデル変換により、国際標準化機構が定めたSTEP AP242 Business Object Modelに変換可能です。CADデータをSTEP AP242 Business Object Modelに変換することは、CADデータ国際標準化を意味します。CADデータの国司あ標準化により、設計データの資産活用やPL法対策が有効となります。。