エンジニアリングに最適な機械設計ソフトウェアとは

機械設計ソフトウェアは、製品設計と開発プロセスに大きな変革をもたらしました。

これらのソフトウェアにより、安全性、堅牢性、費用対効果、デザイン性に優れた製品を製造するために必要な時間、労働力、材料、エネルギーの量が大幅に削減されました。

機械設計ソフトウェアとは？

「機械設計ソフトウェア」とは、 コンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアおよびアプリケーション を意味しており、一般的に、エンジニアや設計者が機械部品、アセンブリ、システムの作成、解析、変更するために利用しています。

製品開発や製造 に機械設計ソフトウェアを活用している業界には、以下のようなものがあります：

• 自動車 
• 航空宇宙
• 造船
• 工業製造
• エレクトロニクス
• 公共事業とインフラ
• 土木計画
• 防衛
• 建築・建設

これらのソフトウェアは、業界全体のエンジニアリング設計をサポートするため、その範囲、複雑さ、専門性が多岐にわたります。

例えば、造船会社の機械エンジニアがOEM開発プロジェクトに携わる場合を考えてみましょう。このようなエンジニアにとっては、3Dモデリングとエンジニアリング・ワークフロー 、デジタル・プロトタイピング、高度なメッシュ機能、およびチームコラボレーション機能をサポートするソフトウェアソリューションが有効です。

しかし、義肢装具技術の進歩に取り組む設計エンジニアには、設計目標をサポートするために必要な機能を備えた別のソフトウェアソリューションが必要です。このプロジェクトに最適な機能の例としては、形状のインポート、衝突検出機能を持つ設計シミュレーション、リバースキネマティクス、パスプランニング機能などが挙げられます。

設計者やエンジニア向けの機械設計ソフトウェアの全体的な目標は、設計プロセスの合理化、精度の向上、開発コストの削減、チームメンバー間のコミュニケーションの円滑化を支援することです。

機械設計ソフトウェアを選ぶポイント

市場には数多くの機械設計ソフトウェアソリューションがありますが、どれが自社、設計目標、予算に最適なのかは必ずしも明確ではありません。

ここでは、新たに機械設計ソフトウェアソリューションを評価する際に、確認すべき6つの機能について説明します。

• クラウド機能: 選択する機械設計ソフトウェアは、チームメンバー、プロジェクト関係者、運用管理者、その他の関係パートナーが、場所や時間帯に関係なく簡単に共同作業できるよう、クラウド機能を備えている必要があります。 
• 3D設計: 設計の物理的形状や特性を視覚化して評価したい人や、プロトタイピング・ソリューションを望む人にとって、3D CADソフトウェアは必須です。
• 関連付け機能/パラメトリック設計: 関連付け機能は、3D機械設計ソフトウェアの重要な機能で、設計要素を更新する際のエラーや漏れのリスクを大幅に低減します。関連付けは、異なる設計要素やフィーチャー間の接続や関係を維持します。
  (つまり、設計の一部に変更を加えると、それに応じて他の箇所も自動的に更新されます)
• 設計手法の選択: 優れた設計ソフトウェアは、設計手法をユーザーが選択できるようになっているべきです。これには、ボトムアップ、トップダウン、インプレイス設計などの設計オプションが含まれます。
• 使いやすいインターフェース: どんなに機能が充実したソフトウェアでも、操作やカスタマイズが難しければ、チームの設計の可能性と生産性を最大限に引き出すことはできません。投資を最大限に活用するには、学習しやすいソフトウェアを選択してください。
• 有限要素解析(FEA): エンジニアがデジタル設計にかかる実際の応力をシミュレートし、試作前に設計の実現可能性を判断するためには、FEAが不可欠です。

エンジニアに最適な機械設計ソフトウェア

ソフトウェアソリューションに求められる基本事項を説明したところで、現在市販されている人気の3D機械設計ソフトウェアの選択肢をいくつか挙げてみましょう。

Fusion 360 

Fusion 360は、2013年にAutodeskからリリースされた3Dベースのモデリングソフトウェアです。クラウドベースなので、複数のユーザーが参加するプロジェクトに最適です。設計方法はトップダウン設計のみで、以下の実現が可能です：

• パラメトリック・モデリング
• メッシュモデリング
• サーフェスモデリング
• CADとCAMの統合
• リアルなレンダリング
• プリント基板(PCB)のレイアウト、プランニング、製造
• 電子機器の冷却解析
• トポロジーと形状の最適化

Fusion 360ソフトウェアの長所・短所は以下の通りです：

CATIA

CATIAはダッソー・システムズの3Dモデリング・プログラムで、世界中の機械設計者に使用されており、特に工作機械が3Dファイルを参照する場合の利用者が多いです。 

CATIAは非常に精度が高く、航空、土木、自動車、工業プロセス計画などの高い精度を求められる業界で愛用されています。

CATIAの特筆すべき特徴は以下の通りです：

• 直感的な3Dエクスペリエンス
• 製造プロセスの意図を捉える 
• 分野横断的な開発
• 製品モデリング
• アンブレーカブル・リレーショナル・デザイン
• システムエンジニアリング
• 高度なサーフェスモデリング
• 統合された多角的アプローチ
• 製品デザインとスタイリング

CATIAソフトウェアの長所・短所は以下のとおりです：

SOLIDWORKS

SOLIDWORKSもまた、ダッソーによる機能豊富な3D CADモデリング・ソリューションであり、高度なパラメトリック3D機能が大きな特徴です。ユーザーはこれらを活用することで、さまざまな業界の生産プロセスを合理化することができます。

ユーザーがSOLIDWORKSを選ぶ理由として、一般的に次の機能を挙げています：

• パラメトリック・モデリングとダイレクト・モデリング
• CAD-CAMインポート
• ハイブリッドメッシュモデリング
• サーフェスモデリング
• 内蔵シミュレーションツール
• 自動化機能
• 他のダッソー・ソリューションとの統合

SOLIDWORKSソフトウェアの長所・短所には、以下のようなものがあります：

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市販の機械設計ソフトウェアには、それぞれ長所と短所、ユニークな機能があります。しかし、高度な技術力と優れたツールキットを利用しても、必要な機能がすべて提供されるとは限りません。

そのような場合は、スペイシャルの SDK をご利用ください。

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