小原 照記(テルえもん)
機械設計3DCAD の Inventor を活用した
3次元 CAD アレルギー解消法
3DdoFactory
自己紹介
自動車内装部品の設計会社を退職後、岩手県北上市にある「いわてデジタルエンジニア育
成センター」でハイエンド CAD である CATIA をはじめ、ミッドレンジ CAD の Inventor、
SOLIDWORKS、エントリークラスの Fusion 360 など数種類の CAD 講師を担当。副セン
ター長兼主任講師として CAE や CAM、3D プリンタ、3D スキャナなど3次元全般に関する
講師及び企業の相談に対応。子どもから大人まで幅広く指導し、年間500名以上にトレーニ
ングを行う。保有資格として、Autodesk Expert Elite、Inventor Professional、Fusion 360
ユーザー試験(日本人初の合格者)、3次元 CAD 利用技術者試験1級、3次元設計能力検定
試験優秀賞、CATIA 認定技術者 Expert、SOLIDWORKS 認定資格である最高峰の CSWE、
3D プリンタ活用技術基礎などがある。
小原 照記
3D CAD コンサルタント @いわてデジタルエンジニア育成センター
3DdoFactory
3次元CADが嫌いになる理由
① コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
② 拘束条件・リンク関係のせいで融通がきかない
③ 思い通りに形状がつくれない、変更が行えない、エラーで先に進めない
④ 2次元図面資産が活用できない、他の3次元CADデータが活用できない
⑤ 3次元モデルだけではなく、図面も必要だが上手く描けない
⑥ 構想設計段階では、3次元で上手くできない
最新のInventorが
解決してくれます!
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• 3Dモデルを作成する手順について
• 一般的に3Dモデルの作成は、スケッチ機能で2次元の輪郭(プロファイル)
を作成し、それをフィーチャー機能で押し出したり、回転等させて立体化し
ていきます。
【スケッチ】 【フィーチャー】
プロファイル
3次元CADの特徴
2次元CAD
と似ている
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• フィーチャとは?
• 英語 feature・・・機能・特徴
• モデルをつくるための機能・コマンド(指令)のことで、その機能で出来上
がる形状のことも指します。
押し出し、回転、穴、
フィレット、面取り
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• 主なフィーチャーの種類
形状を作成する
フィーチャー
形状を修正する
フィーチャー
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• 主なフィーチャーの種類
パターンコピー
結合
(ブーリアン)
移動・回転
サーフェスで分割・トリム
ミラーコピー
結合
(和)
切り取り
(差)
交差
(積)
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• Inventorでは、要素を選択すると、コマンドが予測表示されます。
スケッチ 面 角のエッジ
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コマンドが多くて操作が煩雑で覚えるのが大変
• Inventorは、わかりやすい操作画面、カスタマイズによる操作性アップ
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融通がきかない、エラーで先に進めない
• 作成した形状に変更を加えたら、エラーが起こり関係するもの全て
にエラーが出てしまった。
設計変更
意図していない形状
に変わってしまった
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融通がきかない、エラーで先に進めない
• エラーの例と対処方法について
• スケッチのエラー
• 拘束の相手先が不明 → 拘束の再設定
• スケッチ平面が不明 → 新しいスケッチ平面を再設定
• フィーチャーのエラー
• フィーチャの要素が不明 → スケッチやフィーチャを再設定
• 例1)フィレットをつける要素がなくなった
• 例2)形状と形状が交差しなくなり、結合、切り取りできなくなった
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融通がきかない、エラーで先に進めない
• 設計変更に強いモデルを作成するコツ
① 変更しやすいようにシンプルなスケッチとフィーチャーを使用する
② 1つのフィーチャは、1つの設計機能に対応させる
③ 不要なリンク関係を避ける。
④ 関係をつける要素は、点よりも線、線よりも面を利用する
⑤ モデルの平面ではなく、作業平面を利用する
親と子の関係を理解して、適切な親子関係を構築する必要があります
親
子
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①右クリック
②関係
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融通がきかない、エラーで先に進めない
コツ① 変更しやすいようにシンプルなスケッチとフィーチャーを使用する
コツ② 1つのフィーチャは、1つの設計機能に対応させる
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融通がきかない、エラーで先に進めない
•フィーチャを設計意図と関連づける
プレート底面にスケッチ
同じ形状
違う形状
プレートの厚みを変更
プレート上面にスケッチ
A
B
親
子
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融通がきかない、エラーで先に進めない
コツ⑤
部品のキーとなる点や軸、平面といった部分は、基準要素を利用し親要素として
形状変更のない状態を確立する
形状A 形状B平面 形状C
平面
形状A
形状B
形状C
平面A
平面B
平面C
×
×
修正エラー
修正エラー
■エラーが連動してしまう場合
■エラーが連動しない場合
形状Aしか残らない
形状AとCが残る
形状A
形状B
形状C
平面
平面A
平面B
平面C
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https://youtu.be/wHWrFqP0t3M
3DCAD-Inventorによる基準平面を活用したモデリング
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融通がきかない、エラーで先に進めない
設計上もっとも
重要な部分
変更が
少ない形状
変更が
多い形状
一般的な3次元CADでモデリングする順番
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融通がきかない、エラーで先に進めない
•Inventorでは、ダイレクト機能を使用することで親子関係
にしばられることなく設計変更が行えます。
ダイレクト
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融通がきかない、エラーで先に進めない
パラメトリックモデリング ダイレクトモデリング
【モデル】
台
【形状作成】
台の上に2本の
円柱を作成
【形状変更】
片方の円柱のみ
高さを変更
片方のみの高さ
変更ができない
1度に2本の円柱を作成 別々に円柱を作成
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2次元図面資産が活用できない
•Inventorでは、DWGアンダーレイ機能を使用することで、
AutoCADで作成したDWGファイルをInventorにインポートしてき
て3Dモデルを作成できます。
DWGファイルを変更することで、3Dモデルを変更することができます。
Aさん Bさん
ここに注目!
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図面が上手く描けない
• Inventorで作成した3DモデルをAutoCADと連携させて図面を作成
Bさん Aさん
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他の3次元CADデータが活用できない
AnyCAD
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元設計と3次元設計の違いとメリット
2D
距離感など定量的確認に優れる 形状認識など定性的評価に優れる
物理量評価に優れる
初期構想設計に向いている
3D
詳細設計に向いている
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元設計は大事!!
• 3次元CADで2次元設計はできないは、大きな誤解です。
• 3次元CADでも2次元設計が可能で3次元とのハイブリット設計可
特にInventor!
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Inventorのココに注目!!
3DdoFactory
https://youtu.be/C_LhW-bhh78
Inventorでの2次元構想図からの3次元化(DWGファイル
からの構想スケッチとコンポーネント・アセンブリ化)
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元と3次元の設計基準の違い
基準点 基準軸 基準面
2次元CAD
3次元CAD
ここを上手く活用す
る必要があります
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 平面の活用について
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元と3次元のアプローチの違い
2次元CAD・・・線を描いたり、消したりして形状を描く
3次元CAD・・・積み木を組み合わせて形状をつくる
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構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元と3次元のアプローチの違い
たとえば、
こんなモデルを作るとき
2次元CAD
一つのビューから見える実線、
陰線はすべてその投影図の
中に書き込んでいきます。
一つのスケッチに投影図の線
をすべて書き込まずに、スケッ
チはフィーチャーを作るための
輪郭であり、その都度スケッ
チを分けて作成していきます。
スケッチを分ける
3次元CAD
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https://youtu.be/cNTAcYUMa4A
3DCAD-Inventorでのスケッチ共有によるフィーチャ作成 3DdoFactory
構想設計段階では、3次元で上手くできない
• 2次元と3次元のCAD設計の違い
• 2次元CADは、
ドラフターをパソコンに置き換えて同じ図面を描きます。
従来の設計のやり方、図面の描き方を大きく変える必要はない。
• 3次元CADは、
パソコンの中で部品を作成して組み立てるものになるので、
従来の設計のやり方に+αが必要になるため、3次元CADを使う
メリットはあるが、使うハードルが上がります。
Inventorがハードル
を下げてくれます
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2次元のみで設計した場合の悩み・課題
• 部品が取り付かない ドライバーが入らない。
• 部品同士の干渉 クリアランスの不足。
• 機構が動作しない 動作中に干渉が起こってしまった。
• 外観・デザインのNG 意図しないところに隙間が空いている。
• 強度不足・質量オーバー
設計ミス コスト増加、納期遅れ、品質不良など
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3次元設計のメリット
3D設計
断面検討
CAE
CAM
3Dプリンタ
干渉確認
組立検討質量
重心
図面作成
①形状認識が容易
誰がモデルを見ても形状を認識できる
ユニット内の部品間の取りあい、曲面認識可
③質量、重心位置などが算出可能
見積り、軽量化、冶具等の検討
②干渉や機構の確認が容易
動きが確認できることで設計に係る工数を削減
実物確認の試作回数の削減
④後工程に設計モデルを利用
金型設計、加工、解析にモデルに活用
⑤社内外での設計情報の共有
他部署や関連会社との連携
→製品の状態を一目で判断できる
⑥コンカレントエンジニアリングの実現
設計モデルを「核」に、同時並行作業
3DdoFactory
たとえば・・・
3DdoFactory
3次元CAD=システム=プロジェクト
• 3次元CADを導入するということは、道具を買うということだけで
はなく、システムの導入であり、1つのプロジェクトをスタートさ
せるという認識を持つ必要があります。
3次元CAD 道 具
3次元CAD システム
詳細は、
第2回で
お話します。
3DdoFactory
2次元と3次元の習得期間の違い
• 2次元CADを長年使って設計してきたベテラン設計者は、3次元
CADを習得するのに、はじめて3次元CADを習得する人よりも時間
がかかり、はじめは、なかなか設計に集中できない場合があります。
例)
3次元CADオペレータ・・・どういう形状かイメージできないので3Dモデルがつくれない
2次元CAD設計者 ・・・どういう形状か頭でイメージできているけど3Dモデルがつくれない
設計する部品
のイメージ
モデリングの方法
3DdoFactory
習得期間の比較イメージ
3DCAD
スキル
時間
2DCAD
未経験者
2DCAD
設計者
2DCAD設計者に
3DCADを習得して
もらって業務に
活かして欲しい!!
CADができる ≠ 設計ができる
3DdoFactory
3次元CADの落とし穴
例1:日々の業務に追われて3DCADを全く触れず使えていない。
例2:利用、運用方法が理解できずに挫折して全く使っていない。
例3:2Dと3Dの併用が上手くいかず、業務量が増えてしまった。
3DdoFactory

機械設計3DCADのInventorを活用した「3次元 CAD アレルギー解消法」