3Dビジュアライゼーションによる製造プロセスの改善

3Dビジュアライゼーションとは、3Dモデリング、3Dグラフィックス、3Dレンダリング、CGI（Computer Generated Imaging）などと同じ意味で使われ、基本的に3D画像を用いてデザインを分析することでです。

3Dビジュアライゼーションは、エンジニアリング、建築、製造、その他の複雑な領域で一般的ですが、実質的にあらゆる産業やユースケースで使用することが可能です。

製造業では、3Dビジュアライゼーションは重要な要素であり、通常、Dassault Systèmes SolidWorksなどのコンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアを通じて提供されます。

CADのおかげで、エンジニアリングチームは物理的な生産に必要な部品をデジタルで設計できるようになりました。同時に、3Dビジュアライゼーションにより、設計チームと製造チームは、生産に資金を投入する前に、設計の欠陥の特定と修正、変更点のテストなどを行うことができるようになりました。

この記事では、3Dビジュアライゼーションを活用して、製造におけるコスト、品質管理の問題、相互運用性の問題をどのように削減できるかを見ていきます。

なぜ3Dビジュアライゼーションなのか？

2Dモデル（平面の図面など）では、3Dモデルのような知見は得られません。

例えば、2Dモデルでは、デザイン内の個々のパーツが互いにどのように作用しているかを示すことはできません。同様に、3Dプリンターでは、2Dモデルのラティスを視覚的に確認することはできません。

実際、特に複雑な設計では、2Dの平面図を使って外挿や解析を行うことは賢明ではありません。重要なディテールを見逃すことになるからです。

3Dビジュアライゼーションでは、ポリゴンベースのレンダリング、レイトレーシング、ラジオシティなどを駆使して、ワイヤーフレームを大幅に改善することが可能です。見る人にデザインの完全な忠実度を提供することができ、その結果、設計チームが潜在的な問題を特定し、対処するのに最適な環境を提供することができます。

特に、完璧なデザインを固めるまでの物理的な反復の回数を減らすことができるため、プロトタイプ作成段階をより迅速かつコスト効率の良いものにすることができます。

エンジニアリンググレードのビジュアライゼーションの利点を過小評価しないことが重要です。製品が製造・出荷されるよりもずっと前に設計上の欠陥を特定し解決できることは、コスト（および評判）の大幅な節約につながる利点です。

全体として、3Dビジュアライゼーションは、開発をより迅速かつ容易にし、費用対効果の高いプロセスを実現します。

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生産に必要な設備を整える

製造業にとって、正確な3D CADデータを受け取ることは非常に重要です。製品・製造情報（PMI）により、メーカーは設計を生産するための機械加工、工具、治具（アディティブメーカーでは3Dプリンター）を準備することができます。

しかし、PMIが不正確な場合、メーカーは機械の設定を誤る可能性があります。これは、製造された製品の品質管理上の問題を引き起こすだけでなく、製造者の工具、治具、3Dプリンターを損傷するリスクもあります。

3Dビジュアライゼーションにより、メーカーは、部品の実際の設計の詳細な画像で、グラフィカルなPMIデータを補強することができるようになりました。メーカーは、その画像を使用して潜在的なリスク（例えば、機械加工用ハードウェアの損傷リスク）を特定することができます。

また、メーカーは、品質管理、原材料の使用量、コストに影響を与える可能性のある欠陥を特定することで、設計プロセスに貢献することができます。設計上の選択が物理的な製品品質に及ぼす影響など、ある種の洞察は、その問題を理解するのに十分な独自の設備と経験を持つメーカーにしか分からないかもしれません。

これは、設計と製造が別々の会社である場合に特に当てはまります。このように、3Dビジュアライゼーションは、設計会社の製造パートナーが、コスト、市場投入までの時間、および品質の問題を軽減するための支援者として機能することを可能にする資産となるのです。

CADデータのエラーが製造業にもたらす問題については下記をご覧ください:

インターオペラビリティ（相互運用性）がカギ

確かに、3Dビジュアライゼーションには大きな利点があります。

しかし、エンジニアリングチームと製造チーム（特に異なる会社が関与している場合）では、ワークフローが異なることがよくあります。

このようなワークフローの違いは、異なるCADスイートを使用することで現れます。したがって、これらのチームは、自分たちのCADソフトウェアのネイティブではないフォーマットでCADファイルを交換することになります。

世界のCAD市場では、ダッソー・システムズのSolidWorksが首位を占め（2016年の市場シェアは32％）、Creo、AutoCAD、CATIA、NXがそれに続いています。そのため、特に業界特有の要因やコストの制約を考慮すると、多様なCADユーザー層が存在することが予想されます。

事実上、ターゲット市場は3Dビジュアライゼーションだけでなく、非ネイティブCADフォーマットとの相互運用性のニーズも持っています。つまり、業界標準のCAD用3Dモデリング・ライブラリや3DグラフィックスAPIを利用できる3Dビジュアライゼーション・アプリが求められているのです。

適切な開発ツールを使用すれば、1つのアプリケーションでCADファイルの相互運用性と3Dビジュアライゼーションに対応することができます。これにより、開発コストを削減し、市場投入までの時間を短縮することができます。

次のステップ

スペイシャルのHOOPS Visualizeは、お客様のアプリケーションに高品質な3Dビジュアライゼーション機能を提供する、テスト済みの高機能なツールを提供します。

HOOPS Visualizeは、OpenGLやDirectXといった業界で実績のあるAPIを活用しています。スペイシャルの HOOPS Visualize は、3D ビジュアルを作成するためのハードウェアレベルの機能（GPU など）を有効にするだけでなく、3D ACIS Modeler、CGM Core Modeler などの CAD 3D モデラーとも統合されています。

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