クレイモデル

クレイモデルの3dスキャン例

物理的なモデルをデジタル形式に変換


クレイモデルについて、粘土(クレイ)を使用して形成される立体的なモデルのことです。この手法は、自動車、産業デザイン、玩具、映画の特殊効果、アニメーション制作など、多岐にわたる分野で使用されています。特に自動車業界では、新しい車のデザイン案を検討する際に、フルスケールのクレイモデルを作成して、形状やデザインの評価、改良を行うことが一般的です。クレイモデルは、デジタルツールが主流となる前は、デザインプロセスの重要な手法でしたが、現在でもその直感的で手触りのある特性から、デザイン概念の実現や修正のために依然として使用されています。また、アニメーションでは、クレイアニメーション(クレイメーション)として知られる技法で使われ、個性的で魅力的な作品が多数生み出されています。


クレイモデルをデジタル化するプロセスは、物理的なモデルをデジタル形式に変換し、コンピュータ上で編集や分析が可能にする作業です。このプロセスは主に、以下の手順で行われます。

1,3Dスキャニング:

光学スキャン: レーザーや構造光を使用してクレイモデルの表面をスキャンし、数百万の点(ポイントクラウド)で表現される3Dデータを作成します。

触覚スキャン: 物理的なプローブを使用してモデルの表面を触り、3D形状をデジタルデータとして記録します。

2,データのクリーニングと修正:

スキャンプロセスで得られたポイントクラウドデータには、ノイズや不完全な部分が含まれていることがあります。専用のソフトウェアを使用してこれらを修正し、滑らかで正確な3Dモデルを作成します。

3,ポリゴンモデリング:

クリーニングされたデータはポリゴンメッシュに変換されます。これにより、モデルが面(ポリゴン)で構成される形状になり、3Dモデリングソフトウェアで扱いやすくなります。

4,テクスチャとディテールの追加:

必要に応じて、スキャンデータにテクスチャや細かなディテールを追加します。これにより、モデルのリアリズムや詳細度が向上します。

5,CADや3Dモデリングソフトウェアでの編集:

デジタル化されたモデルは、CAD(コンピュータ支援設計)や他の3Dモデリングソフトウェアでさらに編集や分析が可能です。ここで、デザインの変更、構造解析、シミュレーションなどが行われます。

6,プロトタイピングや生産への応用:

最終的なデジタルモデルは、追加のプロトタイピングプロセス(例えば、3DプリンティングやCNC加工)に使用されたり、実際の製品設計や生産の基礎として利用されます。


「フリーフォーム (Free-form)」は、工業設計やデジタルモデリングの分野でよく使われる用語で、従来の規則的な幾何学形状(直線、円、円柱など)ではなく、自由曲面や非対称な形状を扱うための概念・技術を指します。特に自動車・航空機・家電・アート系の工業デザインで重要です。

🔹 フリーフォームの特徴

  • 自由な曲面表現
    NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)やサブディビジョンサーフェスを用いて、流線型・有機的な形状を表現できる。

  • 美観と機能の両立
    デザイン性(空力特性、見た目の美しさ)と機能性(強度、流体の流れ最適化)を両立できる。

  • CAD/CAE連携
    曲面を自由に定義しながらも、後工程(CNC加工、金型設計、解析)に落とし込むことが可能。

  • リバースエンジニアリングとも親和性が高い
    スキャニングデータ(点群やメッシュ)から得られる複雑な形状をCAD化する際に、フリーフォームモデリングが活用される。


🔹 主な活用分野

  1. 自動車デザイン
    外装(ボディライン、ヘッドライト形状など)はフリーフォームの典型例。

  2. 航空機・タービンブレード
    空力性能を追求するため、曲面制御が必須。

  3. 家電・工業製品
    曲面を多用したユーザーフレンドリーなデザイン。

  4. 医療分野
    義歯、人工関節など個人差に対応するフリーフォーム形状。


🔹 フリーフォームと従来形状の違い(イメージ)

  • 従来:プリミティブ形状(立方体・円柱・球)を組み合わせる設計

  • フリーフォーム:自由曲面や複雑な有機的ラインを直接編集できる設計

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