2019年 1月

実務者のためのCAD読本

サーフェスの利用方法【モデリング実践/第2回】

監修:山田学 執筆:草野多恵

この連載について

昨今では設計を行うための便利なツールとして3D CADが広く普及してきた。CADはあくまで設計を支援するためのツールだが、3D CADを設計に取り入れることにより、効率よく、高品質な設計を、より短時間で行うことが可能になっている。前回の連載では、3D CADの特長、仕組みなどを理解し、効率的に設計ができる理由を解説したが、今回の連載ではより具体的に各仕組みを使用する方法を解説する。

シリーズ記事

はじめに

前回の連載、『第2回 モデリング手法 ~「ソリッド」と「サーフェス」を理解する』にて、機械設計向けの3D CADによるモデリングには「ソリッド」と「サーフェス」の二種類があることを説明した。また、どのような形状をどのモデリング手法で作成する場合でも、最終的にはソリッドで仕上げる、ということも説明した。

第2回 モデリング手法 ~「ソリッド」と「サーフェス」を理解する

今回の連載は以下の5回を予定している。

  • 第1回 モデリング実践 ~ 「フィーチャーベース」と「ダイレクト」、その使い分け
  • 第2回 モデリング実践 ~ サーフェスの利用方法
  • 第3回 モデリング実践 ~ 「フィーチャーの履歴」を使いこなす
  • 第4回 モデリング実践 ~ 「パラメトリック」を使いこなす
  • 第5回 モデリング実践 ~ 親子関係を管理する

従ってサーフェスは、ソリッドモデリングのみでは作成が困難な形状を作る際に、補助的に使用する手法となっている。ソリッドモデリングのみでは作成が困難な形状というのは、例えば、コンシューマー製品によくあるような滑らかな曲面である。この記事では、その一例として、PC用のマウスのモデリングを紹介する。
なお、今回はAutodesk Inventor を使用するが、ほとんどの機械設計用 3D CAD製品(SOLIDWORKS等)で、同様の操作が可能となっている。

パソコン用のマウスのモデリングを紹介

今回は、このようなマウスの外形形状を作成してみる。(図-1)

実際のマウスは、複数の部品を組み合わせて成り立っているが、外形は全体的に滑らかな形状で連なっているケースがほとんどだ。このようなものを設計する場合、まず外観を一体でデザインし、形状が決まったら各パーツに分割していく、という手法を選択することが多い。以下の例では、その外観形状を決定するためにサーフェスを利用している。

図-1 マウス外観完成図

以下のように作成を進めていく。

このマウスを真横から見た形状がこちらである。底面は平ら、側面は上に向かって若干の勾配があるが、基本的には直線状に伸びている。そして上面は滑らかな曲面だ。(図-2)

図-2 マウス外観側面図

このような場合、上面の曲面部分のみをサーフェスで、そのほかの部分はソリッドで作成する。それぞれを組み合わせて、最終的に上の図のような外形に仕上げていく。

大まかな手順を以下に示すが、これはあくまで一例だ。正解は一つではなく、工夫次第で、さまざまな作り方が考えられるだろう。

(1)上面を表現するサーフェスを作成する。

サーフェスの中央にエッジが入っているように見えるが、これは左右対称に作成した際に表示されるもので、角が立っているわけではない。

上面を表現するサーフェス

(2)土台の部分を作成する。

サーフェス面の直下に土台の基本形状をスケッチにて作成しておく。

土台部分を作成

土台の部分はソリッドで作成するために、「押し出し」を使用しているが、その際の高さ指定として「次へ」(注1)というオプションを使用することで、高さ方向の位置に存在しているサーフェス面まで押し出される。このときに、そのサーフェスが曲面であれば、図のように上面が曲面の押し出し形状となる。

  • (注1)SOLIDWORKSの場合は「次のボディまで」コマンドとなる。

「次へ」の対象となるサーフェスを選択した直後の状態

押し出しを完了した形状

執筆者紹介

草野多恵

大手メーカーの宇宙航空事業部門にて、設計から納品までのプロセス管理を担当。
製造業での実務経験を生かし、CADベンダーで約20年間一貫して製造業向けに3D CADの営業技術などを担当。
現在はフリーランスとして、効果的なCAD導入を支援する活動を行っている。

監修・執筆

山田学

ラブノーツ代表取締役、技術士(機械部門)。設計製図の企業内教育を種に活動。著書に『図面って、どない描くねん!』『めっちゃメカメカ! リンク機構99→∞』(共に日刊工業新聞社刊)など。

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