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製品投入の成功率を高める
プロダクトデザインにおける3D CADソフトの活用

製造リードタイムを短縮するにはデジタル化が欠かせない。上流工程であるデザインをデジタル化すれば後工程がスムーズに流れ、詳細まで妥協のないデザインが行える。デザイン変更や修正も効率化されコスト低減につながるだけでなく、製品投入の成功率を高めることも可能となる。

下流工程から上流工程へ進む
3Dデジタル化の波

今やモノづくりに3D CADソフトは欠かせない。ボールペンやケータイ、家電製品、車、船、航空機に至るまで、多くの製品は3D CADソフトによって設計されている。3D CADソフトはどんな形をも精密に造形できるだけでなく、作り上げた形は下流工程の工作機械によって加工される数値データとして活用できるので、生産リードタイム短縮や省エネにも大きな効果がある。

しかし、モノづくりの上流工程であるアイデアやコンセプトデザインの分野では、依然として手書きスケッチが多いようだ。デザイナーが描いた手書きのアイデアやコンセプトデザインを基に、エンジニアが2D CADソフトを使って3面図を作成し、それに基づいてモックアップを作成・検討する。そこで2D CADデータから3D CADへデータ変換を行い(あるいは新たに3Dデータ化し)、下流工程にデータを渡すことになる。

上流工程と下流工程を3Dデータでシームレスにつなげれば、生産リードタイムだけでなく開発リードタイムを大幅に短縮することができる。ただ、設計ツールとして発展してきた3D CADソフトはエンジニアに受け入れられても、デザイナーにはハードルが高かったのも事実。ただし3D CADソフトではなく、自由に曲面を造形できる3D CGソフトに親しみを感じているデザイナーはいるようだ。

しかし、3D CGソフトで造形した3Dデータは、そのままでは下流工程で活用することはできず、3D CADデータに変換しなければならない。3D CGソフトは、デザイナーにとって使い勝手はよいかもしれないが、上流工程と下流工程をシームレスにつなぐ役割は期待できない。

スケッチと3Dツールの間には
暗くて深い川が流れている

デザイナーが手書きスケッチから3Dツールに移行するには、暗くて深い川を渡らなければならない。それは、最終形状を定義することと、新たな形を創造するという作業が根本的に違うからだ。デザイナーは、頭の中の混沌としたイメージを整理するためにスケッチを行い新たな形状を定着させていく。手書きスケッチは、混沌としたイメージを結晶化するツールなのだ。

従来の3D CADソフトは最終形状を定義するためのものであり、頭の中の混沌としたイメージを結晶化するためには向いていなかった。頭の中のイメージは曖昧であるために、操作が面倒だったり時間がかかったりすると、せっかくのひらめきを定着できないからだ。そこに、手書きのスケッチと3D CADソフトの間に暗くて深い川(高いハードル)があった。

このハードルを下げることができれば、瞬時に明快な3D画像を表示できる3D CADソフトは、デザイナーの混沌としたイメージの定着に大いに役立つはずだ。そのため手書きスケッチのように、3Dイメージを高速に定着できる3Dツールが求められていた。

最近では、使い手にとってハードルの高かった3D CADソフトの使い勝手もさまざまに向上、また数値制御ができるデジタルクレイモデラーソフトなども登場し、手書きスケッチとの深い川を埋めつつある。こうして上流工程から下流工程を3Dデータでシームレスにつなぐ環境が整ってきた。

デザイナーとしてのツールになりつつある
3D CADソフトのコンセプト

最終的に製造工程に形状を伝えるには、3Dデータの方が丁寧なスケッチよりもはるかに正確に伝わることは間違いない。既に本の世界のデザイナーは、手書きのデザインからデジタルツールを駆使して作品をつくりだしている。モノづくりの上流工程であるコンセプトデザインの分野もそうした波を避けることはできない。

3Dデータさえあれば、事前に成形上問題がないかなどを解析することができるので、環境負荷の面からもメリットがある(試作品の数を減らすことができるなど)。問題があればデザイン変更を繰り返し、問題が解決されるとRapid Prototypingで試作品を作成し、金型や量産品としてのシミュレーションを行うことができるので、製品精度やクオリティの向上につながる。

また、製品のコストシミュレーションも可能になる。3Dモデルがあれば、上流工程であるデザインから製品の体積や容量が簡単に求めることができるので、それに材料単価を当てれば製品コストを割り出すことができるからだ。モノづくりの上流工程であるデザイン段階から3Dモデルを活用し、さまざまなシミュレーションを行うことは、製品性能や品質向上を実現し、スピーディな製品の市場投入が可能となり成功率向上が期待できる。今や3D CADソフトは、デザイナーにとって避けては通れないツールになった。

(掲載:2009年5月)

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