製造業におけるCADファイルの重要性

3Dコンピュータ支援設計（CAD）ファイルは、今日の製造プロセスに不可欠なものです。エンジニアリングチームが部品を設計し、その部品を製造するために必要な3D CADファイルをメーカーに送信するという、一見すると健全なアイデアです。

設計から製造までのプロセスがシームレスであることが期待されており、その結果、すべての関係者がコストを抑え、市場投入までの時間を短縮できるはずです。

しかし、現実は完璧ではありません。ほとんどのプロセスに共通しているのは、あるフォーマット（例：SLDPRT）の3D CADデータを他のCADスイートで読み取る際に、エラーや不正確さが発生するというボトルネックです。

確かにSolidWorksは世界的に最も高いシェアを誇っていますが、AutoCAD、CATIA、CREOなども広く使用されており、CADワークフローの違いを実感することができます。しかし、3Dデータのエラーに伴うリスクもあります。

製造業における3次元CADファイルの活用法とは？

エンジニアリング会社や設計会社などのクライアントは、通常、3D CADファイルをメーカーに送り、部品を製造してもらいます。3D CADファイルがあれば、メーカーはその部品が他の部品とどのように連動するか（システムの一部として）を理解することができます。

積層造形プロセスの流れ

さらに、部品の形状や物理的な体積などの情報を得ることで、メーカーはその部品を製造するために必要な材料（金属など）の量を把握することができ、特に大きなバッチでの製造が可能になります。

今日の製造機械は、CNC（減算法）であれ3Dプリンター（加算法）であれ、3Dファイルを受け取ることができ、それをマップやテンプレートとして使用して、切断（CNC）や積層（3Dプリンター）を行うことができます。

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理論的には、異なるワークフロー間で共有する際に3Dデータが損なわれない限り、設計から製造までのプロセスをデジタル化することができます。

実際、これはモデルベースの定義（MBD）の背後にある意図です。つまり、

「CADモデルは、すべての部品を測定・検査するための基準以上のものとなり、設計から製造、検査、品質報告に至るまで、すべての重要なデジタルスレッドを維持します。」という状況を意味します。

MBDによって、製品の開発に関わるすべての関係者が、効率の向上、コストの削減、市場投入までの時間の短縮といった恩恵を受けることができます。

同様に、製品および製造情報（PMI）は、部品の必要な情報をすべての下流機関が利用できるようにすることで、MBDに貢献します。

PMIを活用することで、メーカーは、設計の変更や工程の遅延を最小限に抑えながら、部品の最適な切断方法や部品に必要な材料資源（最適な量）を容易に理解することができます。

3D品質がものづくりに与える影響とは？

全体的に、3Dデータの忠実度や品質が損なわれると、シームレスにすることで市場投入までの時間を短縮するなど、3D CADファイルを共有することの利点が損なわれます。これは、テッセレーションの精度の低さや、ソースデータのエラーによるジオメトリの不正確さなど、重要な部分に現れます。

異なるCADスイート間でCADファイルを正確に変換することが必要です。3Dデータが正しく変換されていないと、部品を具現化するための次のステップで困難が生じます。

例えば、エラーが発生すると、CADファイルを読めるようにするために多くのエンジニアリング工数が必要となり、さらにデザインの最適化や変更のための工数も必要となります。

これには大きな影響があります。1つ目は、コストのかかるエンジニアリング作業が新たに加わることで、財政コストの増加や遅延につながります。2つ目は、不必要に複雑な作業が増えることです。

例えば、製造チームが推奨事項を持っていて、それをCADスイートで作成することがあるかもしれません。しかし、その変更を表示するには、元のデザイナーのワークフローと互換性を持たせるために、CADファイルを手動で変更する必要があります。

このプロセスは、メーカーとオリジナルのデザイナーの間で何度も繰り返される可能性があり、すなわちコストの増加につながります。

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さらに、品質管理上の問題も発生する可能性があります。3Dファイルのデータが間違っていたり、不完全だったりすると、部品が正しく製造されず、それが下流の最終組み立てパートナーや、場合によってはエンドユーザーにまで影響を及ぼす可能性があります。

もちろん、メーカーによってはこのような問題をもっと早い段階で発見できるかもしれませんが、問題を解決しても、遅れやコストが増えるだけです。

3Dデータの品質向上のために何ができるのか？

最終的には、3Dデータのエラー（エンジニアリングチームや設計チームからメーカーにCADファイルが転送されるとき）を減らすために、設計や製造プロセスに関わる実際のシステムを改善する必要があります。

そのためには、メーカーが既存のワークフローやツールの中で、異なるフォーマットの3D CADファイルを容易に読み込んで作業できるようにすることが必要です。

スペイシャルの3D InterOpは、ソフトウェア開発キット（SDK）で、CADスイートや製造用ハードウェア（加工ツールや3Dプリンタなど）の開発者が、それぞれのシステムで多種多様なCADファイルのフォーマットを読み込めるようにします。

3D InterOpは、お使いのアプリケーションやハードウェアで、CADファイル内の幾何学的モデルを、モデルの製造およびプロセス・データ（PMIなど）とともに適切に認識できるようにします。3D InterOpは、業界をリードする多くのCADフォーマットから幾何学的モデルをインポートするために、あなたのアプリケーションを装備します。

3D InterOpを使用すると、アプリケーションは、ネイティブではない3D CADファイルを十分に詳細に表示することができます（自動ジオメトリおよびトポロジ・ヒーリングによる）。その結果、メーカーは手動でのヒーリング作業を最小限に抑えながら、ファイルを容易に分析、処理することができます。

その逆も可能です。つまり、オリジナルの設計チームやエンジニアリングチームがメーカーの推奨事項を閲覧できるようにすることも可能です。3D InterOpは、開発者がCAD閲覧アプリケーションに注釈のビジュアライゼーション（ソースシステムに表示されている通りに）を統合できるようにします。

メーカーにとって、3D CADファイルが正しく表示されないことによるリスクとその結果としての経済的影響は様々ですが、一般的にはマイナスの結果となります。通常、このような問題は、コストの超過、遅延、技術的な複雑さなどによって現れます。

3D InterOpは、このようなリスクやコストを削減する手段を提供し、メーカーにソフトウェアやハードウェア・ソリューションを提供する企業に強力な競争力をもたらします。

3D InterOp SDKが、貴社のソフトウェアおよびハードウェア・ソリューションを競合他社よりも優位に立たせることができるかどうか、スペイシャルにお問い合わせの上、ご検討ください。