3Dデータの適正化

3Dデータの適正化

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3Dデータの適正化

3Dデータの適正化について

◆ 3Dデータの適正化

日本国内では、約80%の企業が3Dデータ変換のトラブルを抱えています。ヨーロッパでは3Dデータを変換して3D図面運用や長期保存を行い成果を上げています。なぜヨーロッパでは、3Dデータ変換のトラブルが少ないのでしょうか?3Dデータ変換のトラブル原因は、トレランスと幾何情報にあります。ヨーロッパは、40年前から3Dデータ変換のトラブル対策を行い、10年前に解決し、現在は3D図面や長期保存を行っています。3Dデータ変換のトラブルを解決できれば、設計データを中間ファイルに保存し、BOMとしての活用、CADの違いによる設計部門と製造部門の垣根がなくなり、共通の3Dデータを使用することが可能となり、工数削減に繋がります。3Dデータ変換のトラブル原因である、トレランスと幾何情報の原因と解決策、3Dデータの適正化の説明を行います。


1.トレランスの適正化

◆ CAD間のトレランスの違い

海外では、3D図面が普及して大幅なコスト削減に成功しています。日本では、3D図面の普及が思わしくなくコスト削減が実現できていません。3D図面は、3D単独図がどうのこうのとか話はありますが、基本的には皆さんが図面作成用に作成している3Dデータです。3D単独図は特殊な目的や環境により、成果が見込まれませんので変換トラブルの対策を考えてみましょう。3Dデータは、ソリッドやサーフェイスのBrep状態を呼びます。このBrepはシステム事に特定のトレランス以内で構成されたフェイスの集合体です。CATIAであれば0.1mm、NXであれば0.0254mmがトレランスです。従ってCATIAでSTEPに出力してもNXであればトレランス外のデータがあり変換に失敗します。またNXでSTEPに出力した場合は、0.05mm幅のフェイスはCATIAでは認識されず変換に失敗します。では海外の3Dデータ変換はどのようにしているのか調べてみましょう。


◆ トレランス対策の成功例

ドイツでは、日本に3次元CADが普及する以前の1980年代からトレランスの問題を考慮してCAD運用を行っていました。そのトレランスは0.02mmです。0.02mmは、NXのトレランスに合わせた格好です。当時のCATIAは、トレランスを設定することが可能で0.02mm、いわゆるModel Dimension = 2000です。デフォルト値は、Model Dimension = 10000でトレランスは0.1mm、2000の場合は0.02mmです。この状態でSTEP変換を行った場合にトレランスによる問題は、殆ど解消されます。その時から40年間ドイツは、トレランスは0.02mmに固定です。


2.幾何情報の適正化

◆ CADデータ品質問題

標準トレランスを0.02mmに決定したドイツは、次の変換トラブルの課題としてPDQを定義しました。PDQは、Product Data Qualityの略語で3Dデータの品質を定義しています。データ変換のトラブルで重要なのは、隙間、微小要素、重複面、捩じれ面です。隙間は、設計CADのトレランスは、従来と変更がないため0.02mmより隙間のある個所が発生します。CATIAで5~10%のフェイスエッジが隣接するフェイスエッジと0.02mm以上の隙間があります。微小要素は、主に履歴で発生します。Brepでは認められない細かなフェイスが履歴の影響で発生します。このケースは、今までソリッドだったものが、履歴を削除した時からソリッド化が出来なくなります。隙間、微小要素は、日常的に発生する問題で0.02mmと言う値を用いて変換する場合に除去します。様々なPDQツールがあり、検証結果が異なるため混乱しました。国際標準化機構(ISO)は、ドイツ自動車工業会(VDA)を元にPDQを機械語に置き換えて標準化しています。3D Evolutionは、開発はリヨン、ISOはジュネーブで距離にして150kmしかなくISOの影響を受けています。それが3D図面変換や長期保存に活かされています。