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ノンヒストリー型 VS ヒストリー型
あなたのモデリングツールはどちら?

3D CADのモデリングスタイルには、フィーチャ(形状要素)履歴を持たない「ノンヒストリー型」と、履歴を持つ「ヒストリー型」がある。それぞれの特徴と、その使い分け方を見ていこう。

形を作るのが目標
ノンヒストリー型CADを使う

ノンヒストリー型の3D CADは、フィーチャの履歴や親子関係に制約されず、作りたい形状を自由に定義していくモデリングスタイルになる。最終的なモデリング形状だけが焦点となり、2D CADの延長線上でも操作できるようになっている。

その特徴は、良くも悪くも「履歴のないこと」だろう。モデルデータは最終形状しか保持しないため、変更箇所を切り貼りするように形状を削除したり追加したりして、大胆な変更も可能だ。そして、手間をいとわなければ、どのような形状にも作り変えることができる。

配管固定用ブラケット

ここでは簡単な配管固定用のブラケット(ピンク色の部品)を例にして、モデリングの手順をトレースしてみよう。

断面形状のスケッチ

この場合は、形状を定義する手順を厳密に考えなくてもよいので、気楽に考えていこう。2D CADと同じ要領で、適当な作業平面に立体化する断面を作図する。

ブラケットの完成

あとは作図した断面を必要なだけ押し出せば、求める立体形状のできあがりだ。ネジ固定用の長孔や取付部の角Rなどの細かな形状も、同様に順不同で作成していけばよいだろう。

形にプロセスも持たせる
ヒストリー型CADを使う

ヒストリー型の3D CADは、こんどは逆に、フィーチャの履歴や親子関係を意識し、作りたい形状のパラメータや拘束条件を定義していくモデリングスタイルになる。ノンヒストリー型とは異なり、完成形状ではなく、完成形状に至る過程をフィーチャに対応させながら論理的に形状を構築していくような操作となる。

このフィーチャの履歴や親子関係をコントロールできるか否かで、ヒストリー型3D CADに対する使い勝手の評価が極端に異なってくる。モデルデータにフィーチャの作成履歴を含むため、形状を変更する場合は、関係するフィーチャの再定義やパラメータの修正を伴うからだ。設計プロセスを組み立て、それに沿って理解していれば、結果的に変更しやすいモデルを作ることは容易だが、そうでない場合は変更や流用が困難なモデルとなってしまう。

それでは、ノンヒストリー型のモデリング例で用いたのと同じ配管固定用のブラケットを、ヒストリー型の3D CADで設計プロセスを考慮しながらモデリングしてみよう。

ブラケットの設計基準

まずは、モデリングする部品の設計基準を明確にしておく。設計基準は、取付面と配管の荷重を受けている中心とする。

ブラケットの最大外形

設計基準を決めたら、ブラケットの最大外形を、厳密でなくてもよいので直方体で表現する。

配管を固定する機能

配管を固定するという設計機能を実現するために、配管に干渉する部分をカットする。

板金部品にする

切削加工するならこのままで良いだろう。板金のプレス加工であれば、余分な形状をシェルコマンドで削除する。

ネジ固定用の長孔

ネジで固定するための長孔も作成しておこう。

曲げ部に角Rを追加

板金の曲げ部分には、プレス加工および応力緩和に必要な角Rを追加しておく。ただし、実際には履歴を操作して、シェルコマンドの前に挿入する。

取付部の角R

最後に、取付部外形の角Rを作成して、完成となる。

設計に求められる要件で
どちらのツールも使いこなす

2つのモデリング操作を比較してみると、ノンヒストリー型のほうが簡単に見える。ヒストリー型はフィーチャを設計機能ごとに作成しているため、どうしても煩雑な印象を与えてしまう。ヒストリー型でも、ノンヒストリー型と同じような手順でモデリングできなくもないが、あとからの設計変更を考えれば、フィーチャと設計機能を1対1に対応させていくのが本来の使い方だ。

分かりやすいように、設計の順番とフィーチャの順番(モデルツリー)をチャートに表現してみよう。

ヒストリー型のモデルツリー


ヒストリー型では、設計とモデル作成の順番が対応している。モデル作成の順番は、フィーチャ履歴の挿入や順序変更で入れ替わることもあるが、設計で考えていく順番はどんな場合でも同じである。

ノンヒストリー型のモデルツリー


ノンヒストリー型では、設計の順番とモデル作成の順番が曖昧となり、モデリングの形状だけを見れば何の制約もなさそうである。

しかしながら、ノンヒストリー型のCADを扱う際には設計者の思考プロセスが曖昧であるということではなく、頭の中ではヒストリー型のCADでフィーチャ履歴を考えていくのと同じ手順を思考しているはずなのだ。それは、アイデアスケッチを実際に書き起こしてみれば分かるだろう。

配管固定用ブラケットのアイデアスケッチ

つまり、ノンヒストリー型であれ、ヒストリー型であれ、ツールによって設計の思考プロセスが変わるわけではない。ノンヒストリー型では設計結果しか残せないが、ヒストリー型では設計途中の思考プロセスも残しておけるということだ。設計者として、そのプロセスも明確に記録しておけるという点で、ヒストリー型の3D CADは利点があるだろう。また、最終形状だけが重視されるような業務には、ノンヒストリー型の3D CADを用いるのが向いていると思う。ポイントさえ理解すれば、どちらかで悩むことも、どちらかだけに偏ることもないだろう。

(掲載:2008年1月)

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