製造現場でこそ使いたい！ Fusion 360の魅力（3）
使って分かった「Fusion 360」を製造現場で活用すべき理由【CAD編】（1/2 ページ）
個人ユーザーを中心に人気を集めるオートデスクのクラウドベース3D CAD「Fusion 360」。ホビーユースだけではなく、本格的な設計業務でも活用できるというが、果たして本当なのか？ “ママさん設計者”として活動する筆者が、現場目線でFusion 360の有効性や活用メリットを探る。連載第3回では、Fusion 360の「3D CAD」機能と製造現場での有効性について、事例を挙げながら解説する。
あえて言おう「3D CADは、設計者だけのものではない」と
前回は、「Fusion 360」の機能の中でも製造現場にもってこいの「3D CAM」について紹介しました。そこで触れた通り、3D CAMは“加工合理化”に役立つツールですが、これはベースとなる3Dデータがあってこそ生かせるものです。つまり、3D CAD／CAMによる加工合理化を目指すならば、3Dデータを製造現場でそのまま取り扱える環境こそが理想的です。
これまで3Dデータを作成するのは、「設計部」「CAD部」などと称された専門部署の仕事でした。この形態では製造現場は末端の立ち位置となり、“指示待ち状態”になりがちです。これは、品質を均一化して大量生産する時代には向いていましたが、多様化するニーズに迅速かつ柔軟に対応することが求められるこれからは、指示待ち状態から脱却し、主体性を持った“考える現場”への変化が不可欠です。ですからあえて言いたいと思います。「3D CADは、設計者だけのものではありません」と――。
そこで今回は、Fusion 360の「3D CAD」機能と製造現場での有効性について、事例を挙げながら解説します。
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「Fusion 360」のCAD機能の特長とは？
まず、Fusion 360のCAD機能の特長について説明します。3D CADのモデリング方法は、大きく「パラメトリックモデリング」と「ダイレクトモデリング」の2種類ありますが、Fusion 360ではこれら2つの方法を併用できます。
パラメトリックモデリングとは、寸法の数値や図形同士の関係に拘束条件を付けながら形状を作る方法です。3Dモデルの作成過程の拘束状態が全て「履歴」として記録されることから「ヒストリー（履歴）ベース」として区分されます。設計変更や流用設計の際に履歴をたどって効率よく編集できることから、多くの機械系3D CADに採用されています（下図の赤枠部分が、「Fusion 360」の履歴表示部分です）。
図1 「Fusion 360」の履歴表示部分
一方、ダイレクトモデリングとは、拘束条件を付けずに立体形状を直接引っぱったり、押し込んだりして直感的にモデリングを行う方法です。拘束がないので変更や修正作業は素早く直感的で、履歴管理は行いません。こちらは「ノンヒストリーベース」と呼ばれます。
これら2つのどちらが優れているのかということではなく、「どんな形状の、何を設計するか」によって得られる効果や利便性は異なります。そういった意味でも、2つを併用できるFusion 360は幅広い用途で活用可能だといえるでしょう。
「Fusion 360」で作成できるモデルの種類
次に、Fusion 360で作成できるモデルの種類についてです。「ソリッドモデル」「サーフェスモデル」「シートメタル」「スカルプトモデル」の4種類のモデルを作成できます。ぞれぞれ簡単に説明します。
図2 作成可能なモデルの種類
昨今の3Dモデルの代表格といえるのが、ソリッドモデルとサーフェスモデルです。
これは外見からは見分けが付きません。2つの違いは、モデルを切断すると分かります。切断したときに身が詰まっているものがソリッドモデル、そうではなく中が空洞で面の集合だけで作られているのがサーフェスモデルです。ソリッドモデルは質量や体積の情報を持っていますが、サーフェスモデルは形状以外の情報はありません。
ソリッドモデルは一般機械部品などのモデルに用いられ、サーフェスモデルは主に家電製品や自動車のボディーなど、面が複雑に組み合わさったデザイン面の形状を作成するために用いられることが多くあります。
図3 ソリッド（左）とサーフェス（右）
シートメタルについてはその名の通り「板金」で、これは分類的にはソリッドモデルになります。1本の線分からでもモデルを作成でき、図のような「肉抜き」を含んだ曲げ形状もサッと作成できる、なかなかの使い勝手の良さです。
図4 シートメタルの例
スカルプトモデルは、連載第1回の中で少しだけ操作イメージの画像を掲載しましたが、まさに粘土細工のように直感的に形状を作り出す3D CGのようなモデルです。なお、このモードは機械部品のモデリングではほぼ出番はありません。
断面解析
紹介したこれら4種類のうち、製造現場で多く扱われるのはソリッドモデルです。これは仮想的に作られた部品ないし製品ともいえるデータですから、「断面解析」を実行することでその内部を表示できます。断面解析は一方向からだけでなく、面のアングルを自在に変えながら知りたい部分を見ることが可能です。
図5 アングル自在な断面解析
こちらはアセンブリの断面解析の様子です。こうした検証が現場で即座にできることで、図面上の不明点を設計部門に問い合わせる手間と、それに答える設計部門の手間の両方が低減できます。
図6 アセンブリの断面解析
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製造現場でこそ使いたい！ Fusion 360の魅力
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