第1回　3次元ツールを活用したモノづくりのメリット

　2 次元CADを使っている設計者にとって、3 次元CADは使いにくいという声を聞くこともあるが、設計者以外にも3 次元CADで設計した3 次元データを活用するメリットが存在し、それは2 次元CADよりも多い。ここでは加工から生産・組立て、検査までの作業の流れの中での3 次元ツール活用のメリットについて説明する。

　金属や樹脂などの切削加工であれば3 次元データをそのまま利用してCAMに取り込み、加工プログラム（NCデータ）を作成できる。工具や回転数、送り速度などの加工条件を入力すると、3 次元データの形状を認識し、自動でツールパス（工具経路）を作成してくれる。加工用に図面が必要な場合も、3 次元CADで簡単にモデルを投影し寸法を付加したり、断面を作成したりでき、加工するための治具を3Dプリンタで製作したり、加工治具の設計検討のために一度、製品を3Dプリントしたりといった活用も考えられる。

　生産における3 次元のメリットは、必要な治具の設計も3 次元データ活用で検討しやすくなるということだ。図3 のように組立てのシミュレーションを3 次元で行うことで、ボルトを締めるドライバーが入らない、治具が入らないといった不具合を未然に防ぐことができ、作業性の優れた設計の検討もできるようになる。最近では、VR（仮想現実）やAR（拡張現実）などの技術を用いてよりリアルにシミュレーションを行うことが可能となった。現場で組み立てる作業者への指示も3 次元で行うことで、間違いなくスムーズに伝達できるほか、生産するための治具を3Dプリントするなどの活用も考えられる。

　実は3 次元は、部品や製品などが完成した後の検査工程で威力が発揮される。出来上がったものを3Dスキャンして設計した3次元データと重ね合わせると、凹んでいる箇所や、プラスにできている箇所を色分けしたカラーマップでの形状確認が行える。検査作業者に対しての説明資料としても3 次元データが役立ち、形状把握や検査ポイントの理解の助けとなる。ほかに、検査治具などを3Dプリントするという活用も考えられる。

　設計～検査における3 次元のメリットを紹介したが、これ以外のシーンでもメリットがある。例えば、リバースエンジニアリングである。図面が存在しない製品の現物を3Dスキャンして3次元データを作成し、スペアパーツや金型のデータベース化などに役立てられている。ほかにも、営業担当が3次元データや3Dプリント品などをうまく活用することで、顧客とのスムーズなコミュニケーションが促進され、受注拡大にもつなげられる。実際に製品を使う消費者への説明用資料や組立動画の制作、CG技術を活用したカタログ制作などにも活用することが可能である。

　ここまで3 次元のメリットについて解説してきた。図4ですでにご理解いただいているように、3次元データは設計部門だけで活用されるものではない。

　3 次元CADで立体形状を作成することは、2 次元図面よりも立体化するための手順が増えるため、どうしても手間がかかる場合がある。しかし3 次元のメリットは、設計だけではなく生産現場から営業部門まで、さらには製品を使う消費者までに幅広くデータ活用ができる点である。せっかく手間をかけて3 次元化したのだから、その活用の範囲を広げない手はない。今や3 次元データは、Web ブラウザやタブレット端末のアプリなどを通じて確認できるようになり、設計者だけが扱う特別なものではなくなりつつある。