CAD（コンピュータ支援設計）の中間ファイルは、異なるCADシステム間でのデータの中間ファイルの確保のために使用されるファイル形式です。中間ファイルは、あるCADシステムから別のCADシステムへの移行をスムーズに行うための「橋渡し」として利用されます。ここでは、主な中間ファイルの形式について紹介します。

1.ステップ (.stp、.step) :

・3Dデータ交換のためのISO規格である「プロダクトモデルデータ交換の規格」の略称です。STEP形式は、3Dモデルの幾何学的な形状やトポロジー、寸法、色、物性データなどを含むことができます。

2.IGES (.igs、.iges) :

・「初期グラフィックス交換仕様」の略称で、3Dモデルのデータ交換のファイルです。IGESは、線形要素や面要素、立体要素、テキスト、注釈形式、寸法、属性などの堅実なエンティティをサポートしています。 。

3.パラソリッド (.x_t、.x_b) :

・3DモデリングカーネルであるParasolidに基づくファイル形式です。Parasolidは、多くのCAD、CAM、CAEアプリケーションで使用されており、3Dモデルの幾何学的な形状やトポロジーを表現するのに適しています。

これらの中間ファイルの形式は、3D CAD モデリングや設計のためのデータ交換や共有で使用します。CAD ソフトウェアが異なる場合でも、これらの形式を使用することで、異なるプラットフォーム間でのデータの互換性を確保することができます。

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中間ファイル問題

CADデータの互換性の問題は、異なるCADソフトウェア間でのデータのやり取りや共有の際に発生することが多いです。以下は、CADデータの互換性に関連する一般的な問題とその解決策です：

1. ファイル形式の選択

・IGES（Initial Graphics Exchange Specification）、STEP（Standard for the Exchange of Product model data）、Parasolidなど、異なるフォーマットが存在します。

　IGESは比較的古く、曲面データや寸法が失われることがあるため、注意が必要です。

　STEPはCADデータの標準フォーマットとして広く使用され、モデルの仕様、寸法、幾何学データなどを含むことが可能です。

　Parasolidは、特に曲面や細かな幾何学データの互換性を提供するため、高い精度が求められる場合に適しています。

2. 異なるCADソフトウェア間でのデータのやり取り

・異なるCADシステム間での変換では、曲面や寸法が正確に再現されないことがあります。特に、設計データが複雑である場合、変換過程でデータの一部が失われることがあります。

・データの互換性を確保するためのアプローチ:

　ファイル形式の選定: 前述のフォーマットを使用して、可能な限り正確に変換を行います。

　プラグインやツールの利用: 某CADソフトウェアは、他のCADシステムとデータ交換を支援するプラグインやツールを提供しています。

　データの検証: 変換後のデータを再確認し、寸法や曲面が正確に再現されているかチェックする。

3. ファイルの圧縮と管理

・ファイルサイズが大きくなると、ファイル転送や共有が困難になる場合があります。データの圧縮ツールを使用してファイルサイズを軽減することが有効です。

・バージョン管理も重要で、互換性の問題を避けるためには、常に最新のファイルを使用することが推奨されます。

これらの対策を適用することで、CADデータの互換性問題を効果的に解決し、スムーズなデータ交換を実現できます。

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1. トレランス（寸法公差・幾何公差）」の問題

CADシステムごとに

• カーネル（形状演算エンジン）
  （例：Parasolid, ACIS, CATIA CGM など）

• データフォーマット
  （例：STEP, IGES, JT, Parasolid X_T, CATPart など）

• 公差の扱い方

が異なるため、モデルを変換すると「元の意図した精度」が失われることがあります。

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2. 主なトレランス問題

(1) 幾何公差の消失・変換不良

• STEPやIGESに書き出すと、GD&T（Geometric Dimensioning and Tolerancing）情報が落ちる場合がある。

• PMI（Product Manufacturing Information）が非対応フォーマットだと3Dモデル上の公差記号が消える。

(2) 数値の丸め誤差

• あるCADでは小数点以下 0.0001 mm 単位まで扱えるが、別のCADは 0.001 mm 精度に制限される。
  → 微小な誤差が累積し、アセンブリ干渉やギャップを生む。

(3) トポロジー不一致

• サーフェスモデル → ソリッドモデル変換時に「ギャップ（隙間）」が生じる。

• これはCADごとのトレランス定義（edge tolerance, sewing tolerance）が違うため。

(4) アセンブリ拘束と基準系のズレ

• アセンブリ基準点・座標系がシステムごとに異なり、位置ズレが生じる。

• 特に「±0.01 mm」の公差設定が、別CADでは「±0.1 mm」扱いになるなど。

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3. 回避・対策方法

1. 中立フォーマットの適切な選択

   • STEP AP242 → PMI保持可能

   • JT → 軽量表示だが公差は一部保持可

2. 変換精度の統一

   • 両CADで「公差設定」を合わせる（例：0.001 mm に統一）

   • 受け渡し前にエクスポート時のトレランス確認

3. ヒーリング処理（形状修復）

   • 受け取ったデータに対してギャップ閉じ処理（healing）や再トリムを実施。

   • 一部のCAD/検証ソフト（例えばGeomagic, SpaceClaim, Elysiumなど）が有効。

4. GD&T情報の3Dモデル内保持

   • 2D図面を併用しないで「MBD（Model Based Definition）」を利用し、PMIをSTEP AP242対応で渡す。

5. バリデーションツールの利用

   • 「送信側データ」と「受信側データ」を比較し、差分チェック（幾何・寸法・公差情報）。

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4. 実務上の注意点

• 取引先やサプライチェーンでCADが統一されていない場合、契約時にフォーマットとトレランス精度を取り決めることが重要。

• 公差の違いで品質責任やPL法リスクに発展するケースもあるため、設計・製造間での検証プロセスを標準化すべき。

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CAD間トレランス差異の整理

1. CADカーネルごとの特徴

CAD システム	概定の モデル精度	特徴的な 公差処理
CATIA V5/V6 カーネルCGM	約0.001 mm	公差情報保持が強力、 STEP情報消失の恐れ
NX (Siemens) カーネルParasolid	0.001 mm 0.0001 mm	アセンブリ拘束精度強い STEP AP242対応精度持
Creo (PTC) カーネルGranite	0.001 mm	ヒーリング機能が強力 GD&T表記一部変換不可
SolidWorks カーネルParasolid	0.001 mm	Parasolid間は良好だが IGES変換でギャップ発生
Autodesk Inventor カーネルShapeManager	0.001 mm	ACIS系と互換性高いが Parasolid変換で面継ぎ 目ズレ発生
Rhinoceros カーネルNURBS独自	0.001 mm	フリーフォームに強いが 公差情報は弱い、 STEP変換推奨

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2. トレランス差異による問題点

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3. 対策・ベストプラクティス