CADデータ交換の基礎|IGES・STEP・STLの使い分けとPDQ

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CADのデータは、作って終わりではない。別のCADに渡す、3Dプリンターに出す、軽くして共有する――用途ごとにファイル形式が違い、渡し方を間違えると形が壊れる。この記事では、データ交換の形式と、受け渡しで起きる品質トラブル(PDQ)までを一気に整理する。

まず全体像:ファイル形式の早見表

形式 役割
IGES 異なるCAD間の中間交換(古参の定番)
STEP 異なるCAD間の中間交換(現在の主力)
STL 表面を三角形の集まりで表す。3Dプリンター用
XVL・JT・VRML 軽量表示用。DMUやコラボレーションで使う
ACIS・Parasolid モデリングカーネルのネイティブ形式

補足:「異なるCAD間の中間ファイルフォーマットは?」と問われたらIGESとSTEP。STLは3Dプリンター用のメッシュ形式、ACISはカーネルの形式であって、中間交換の分類には入らない。

PDQ:CADデータの「品質」という考え方

PDQ(Product Data Quality)は、3次元CADデータの品質を意味する言葉だ。見た目は同じでも、微小な隙間や重複がある「質の悪いデータ」は、受け取った側の工程(解析・金型・加工)で事故を起こす。品質基準のガイドラインは、国内ではJAMA(日本自動車工業会)、国際的にはSASIGが発行している。JIS(工業規格全般)と混同しないこと。

トレランス:つながっているかどうかの「ものさし」

データ交換の不具合で代表的なのが、トレランス(許容誤差)の違いによるものだ。トレランスとは「端点や面が、どこまで離れていても“つながっている”とみなすか」の判定基準のこと。

補足トレランスの大きい(判定が緩い)CADで作った形状を、トレランスの小さい(判定が厳しい)CADに渡すと、本来つながっているはずの端点や面が「離れている」と判定されてバラバラになる。モデリングの注意だけでは避けられない、形状表現の方式の違いによる問題だ。

ノンマニホールド:現実には作れない形

ノンマニホールドモデルとは、複数の形状が1点だけ、または1つの直線だけで接しているような、現実には製造できない接し方のモデルを指す。3次元CADの種類によっては扱えないため、作成してはならない形とされる。B-reps方式のCADは、このノンマニホールドを作れてしまう性質がある。

E-BOMとM-BOM:同じ部品表でも中身が違う

BOM(部品表)は、製品の製造に必要な部品や資材を表形式やツリー形式で記したもの。設計と製造で別々のBOMを持つのが普通だ。

補足E-BOM=Engineering=設計段階の部品表(部品名・コード・材質・表面処理・原価などの属性を持つ)。M-BOM=Manufacturing=製造段階の部品表(組立順序や工程の視点で再構成)。役割が違うので、E-BOMがあればM-BOMは不要、とはならない。両方必要だ。

まとめ:渡す先で形式を選び、品質で事故を防ぐ

CAD間の受け渡しはIGES・STEP、3DプリンターへはSTL、軽く見せるならXVL・JT。そして受け渡しの品質を守る枠組みがPDQ(ガイドラインはJAMA)で、事故の主犯格がトレランスの違いノンマニホールド「どこへ渡すデータか」を先に決めれば、形式選びは迷わない

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