ものづくりの3Dスキャン

1、非接触光学式3次元スキャナにより、対象物をデジタルデータ化

光とイメージセンサによる、x軸、y軸、z軸の3つを使って表す3次元座標測定システム、光を電気信号に変換する光電子工学と精密な画像処理で測定を行う精細な非接触光学式3次元スキャナシステム、幾何学的に形あるものの外形を全視野から全面的に測定する。

高精細な3次元データを採取します。

ドイツGOM社ATOSシリーズ Coreは三角計測の原理とステレオカメラ方式。
光とイメージセンサ><三次元スキャナ><光学式スキャナ><三角計測><ステレオカメラ方式> <幾何学的><ATOS光電子工学

2、三次元座標を点群データで採取

点群はコンピュータデータ点の集合体、点の密度が高くなればなるほどに高精度のデータとなります。

3次元CADで利用するのは高精度データが必要のため専用のスキャナーで測定する。点群をCADに取り込んでもシミュ―レーションで見るだけのデータになり、点群のままでは各種の三次元処理には適さない。

CADでポリゴンメッシュに変換やサーフェスやソリッドのモデリングが必要。
三次元点群座標><三次元座標><三次元><XYZの座標値><解像度

3、ポリゴンメッシュ作成

規則性を持たない非構造格子のポリゴンメッシュは3次元コンピュータグラフィックスとソリッドモデリングの多面体オブジェクトの形状を定義する頂点辺、面の集合。コンピューターで、数値的に解析する手法の有限要素法や有限体積法・境界要素法等でよく用いられる三角の形状で面を形成するデータ。

ポリゴン面は表示用で利用するため、データは簡素化している、通常は三角形、四角形または他の単純な凸型の面で構成されている。
ポリゴン面><3Dコンピュータグラフィックス><多面体><有限要素法

4、CADモデリング

ポリゴンデータからモデリング要素の特徴面・ライン・稜線等を抽出。
ワイヤーフレーム面、回転面、引き出し面、フィレット面等の作成
自由曲面のナーバス面は自動育成の細かい面で作成。
ソリッドデータは、ブーリアン演算で作成。
フィーチャーの積み重ねでソリッド形状を作成。
リバースモデリング><ブ-リアン演算><ナ-バス面><CADモデリング

5、リバースCADモデル出力

出力データ形式=IGES X_B X_T STEP、STL
IGES=中間ファイルのフォーマットと拡張子
Soled=データ処理間の架け橋を基本とする中間ファイル
STEP=主にサーフェスの受け渡しが得意な中間ファイル
3次元CADにおけるモデリングカーネルの1つです。
CAD拡張子について><モデリングカーネル><中間ファイル

3Dスキャンについて

3Dスキャン、ものづくりにおいてあらゆる状況で非常に役立つツールです。たとえば、以下のような場面で必要とされます

1,リバースエンジニアリング:
既存の物理的なオブジェクトをデジタルデータに変換して、その製品を理解し、再設計、あるいは改善するプロセスです。

2,品質管理と検査:
製造過程での部品や製品の寸法を正確に測定し、設計仕様に適合しているかを検証するため使用します。

3,デジタルアーカイブ:
芸術作品や文化遺産などデジタル化して保存する際に、3Dスキャンが用いられることがあります。

4,カスタマイズとパーソナライゼーション:
個人
の顧客に合わせた製品を製造する際、例えば義肢やインソールをスキャンして、完全にフィットするカスタムメイドの製品を作る際に利用されますます。

5,バーチャル(VR)と拡張現実(AR):
現実世界の物体や環境をデジタル化し、それをVRやARの環境に統合するために3Dスキャンが用いられます。

6,教育とトレーニング:
複雑な機械や器具を学生や新人に教えるために、3Dモデルを作成し、実際の物体を使わずにトレーニングを実施することができます。

7,デジタルプリカ:
構造の正確なデジタルプリカを作成することで、リノベーション等に支援できます。

これらは3Dスキャンがものづくりにおいて重要とされるいくつかの理由ですが、技術が進歩する継続、その応用範囲はさらに可能です。

 

工業用3Dスキャナと測量用3Dスキャナの違い

工業用3Dスキャナと測量用3Dスキャナは、用途と性能におけるいくつかの違いを持っ​​ています。以下にその主な違いを示します。

1,用途:

工業用3Dスキャナ:これは主に製造、工学、デザイン、品質管理などの産業分野で使用されます。製品のデザイン、プロトタイピング、リバースエンジニアリング、または製品の寸法検査のために使用されることが多いです。

。測量用3Dスキャナ: これは土地測量、建築、歴史的保存、鉱業などの分野で使用されることが多いです。されます。

2,範囲と精度:

・工業用3Dスキャナ:これは通常、非常に高い解像度と精度を持っていますが、スキャン範囲は比較的狭い場合が多いです。

・測量用3Dスキャナ:大規模なエリアをスキャンする能力を持ちつつ、十分な解像度と精度を持っていますが、工業用スキャナのような非常に高い限界までの解像度は求められない場合が多いです。

3,機器のサイズと持ち運び可能性:

・工業用3Dスキャナ:小型で、ラボや製造現場などの固定された環境で使用することが一般的です。

・測量用3Dスキャナ:頻繁に大きくて安定した構造をしており、屋外での使用に適しています。

4,ソフトウェアと処理:

・工業用3Dスキャナ:CADツールや製品デザインツールとの互換性や統合が強化されています。

・測量用3Dスキャナ:地理情報システム(GIS)や土地測量ソフトウェアとの連携が主に行われています。

これらの違いを理解するため、特定のアプリケーションやプロジェクトの要件に最適な 3D スキャナを選択するのに役立ちます。

プロトタイピング><解像度と精度><工業用デジタイジング精度><CADツール> <計測と測定の違い>

 

3Dスキャンから3D CADに変換する利点

3Dスキャンデータを3D CADデータに変換することにはいくつかの重要な理由があります。

1,詳細設計と改良: CADデータにより、3Dスキャンデータが詳細に設計され、改良されます。特に、製品や部品を改善するために必要な詳細な調整や改良を容易に行うことができます。

2,製造プロセスの最適化: 3D CADデータは、製造工程を計画、最適化、自動化するためのツールとして利用できます。工作機械へのプログラム入力や、3Dプリンターを使用したプロトタイピングなどが含まれる。

3,相互運用性と互換性: CADデータは、エンジニアリング、製造、建築、その他の多くの業界で広く利用されている標準的な形式です。CADに変換することで、さまざまなソフトウェアやハードウェアとの互換性と相互運用性を確保できる。

4,シミュレーションと解析: CADモデルは、物理的なパフォーマンスを予測するためのシミュレーションや解析に使用できます。これには、ストレステスト、流体力学解析、熱解析などが含まれます。

5,品質管理と検査: CADデータは、製造品の品質を検証し、設計と製造品が一致していることを確認するために使用。

以上のような理由から、3Dスキャンデータを3D CADデータに変換することは、多くの設計、製造、検査プロセスで必要となります。 

製造工程の自動化> <シミュレーションと解析> <3Dプリンター> <3DCAD> <ストレステスト

3D CADの進化

3D CAD(コンピュータ支援設計)技術​​は、過去数十年間にわたってかなり進化を行っています。以下はその進化の概要と主要な点をいくつかハイライトします。

初期段階

1,ベーステクノロジー: 初期の3D CADシステムは、基本的な形状作成とモデリング機能を提供しました。

2,コンピューターパフォーマンス: 限定されたコンピューティング能力により、モデルの複雑さと詳細度は制限される。

中期の進化

1,ユーザインターフェース:グラフィカルユーザインターフェース(GUI)の発展により、設計者はより直感的にモデリングを行うことができました。

2,パラメトリックデザイン: パラメトリックという概念が導入され、設計変更が容易になりました。

3,協業: ファイルの共有やコラボレーションツールが発展し、チームでの協業が発展しました。

ここ数年の進化

1,クラウドコンピューティング: クラウドベースのCADツールが登場し、高度な計算をローカルコンピュータに依存せずに実行することが可能になりました。

2,IoTと連携設計と製造プロセスがIoT(Internet of Things)デバイスと連携し、瞬時でデータ交換が可能になる。

3,AIとの統合AIテクノロジーを活用し、設計プロセスを最適化し、自動化する手法が増えています。

4,バーチャル臨界 (VR) とオーグメンテッド臨界 (AR) : VR や AR を利用した 3D モデルのビジュアライゼーションが進んでいます

5,アディティブマニュファクチャリング: 3Dプリント技術の進化により、CADモデルからの直接プリントが一般的になってきています。

未来への展望

1,フル突然コラボレーション:クラウド継続利用の拡大で、突然での多人数コラボレーションが進むと予想されます。

2,自動化と最適化: AIのさらなる進化により、デザインの自動生成や最適化段階となります。

3,持続可能な設計:環境への配慮が増し、材料やエネルギーの効率的な使用に焦点を当てた設計が重要になります。

これらのポイントを考慮すると、3D CAD技術は設計と製造プロセスより迅速、効率的、かつ飛躍的に進化させています。

ベーステクノロジー> <コンピュータパフォーマンス> <ユーザインターフェース

3Dスキャンの懸念点

工業用3Dスキャン技術は、製造、品質検査、リバースエンジニアリングなど多くの用途に役立ちますが、いくつかの点や懸念点があります。

1,高コスト: 高精度の 3D スキャナは非常に高価である、使用する頻度が少ない場合は費用対効果の問題。

2,複雑なセットアップ: 一部の 3D スキャン装置は、特定の環境条件や補正手順が必要とする場合があります。

3,スキャン時間:高精度スキャンの場合、データ収集には長い時間がかかります。

4,瞬間の中間: 透明、反射する、または猛烈に暗い素材は、スキャンが難しいまたは不可能な場合があります。

5,サイズ制限: 物体が非常に大きい、または非常に小さい場合、適切な洞察を見つけるのが難しい場合があります。

6,データ処理: スキャンした後、データは頻繁で、CADデータとして使用するには、熟練したCADオペレーターが必要になります。

品質検査> <費用対効果> <工業用3Dスキャンの問題点> <CADオペレーター

シミュレーションと解析

 

ものづくりのシミュレーションと解析は、製品設計や製造プロセスの効率性、安全性、および信頼性を向上させるために広く活用されています。これには、物理​​的な実験や試作を行う前に、仮想環境での製品の性能や応答を予測するためのシミュレーション技術が含まれます。

以下は、ものづくりのシミュレーションと解析の主要な側面とその重要性についての概要です:

1、有限要素法(FEM) : これは、複雑な形状や物質の挙動を数値的に解析するための主要な方法です。構造、熱、流体、電磁気などの多様なアプリケーションで用いられます。

2,流体力学シミュレーション(CFD) : 流体の動きや熱伝達、乱流、複数相流などの複雑な現象を解析します。

3,多体動力学: 複数の物体が相互作用するシステム(例:車のサスペンションやロボットの動き)動的応答を解析。

4,熱解析製品や部品の熱の挙動や熱伝達を評価します。電子機器の冷却や建物の断熱性能の設計などに重要です。

5,最適化:シミュレーションを用いて、設計の最適化を実施することで、重量、コスト、性能などの目的を達成します。

6,材料のシミュレーション: 素材の微細構造や性質をシミュレーションにより評価し、新しい材料の開発や既存の材料の挙動予測にあたります。

ものづくりのシミュレーションと解析の余裕:

  • コスト削減: 試作の回数や物理的な実験の必要性を削減させることができます。
  • 時間の短縮: 設計サイクルを短縮し、市場導入までの時間を短縮できます。
  • リスク軽減: 設計や製造の初期段階での問題や潜在的な欠陥を初期に特定し、解決することができます。

最先端のシミュレーションツール技術やその進化により、製品や製造プロセスの質と効率性を大幅に向上させる設計が可能となっています。

 <有限要素法> <流体力学解析> <多体動力学> <熱解析> <設計サイクル><試作の未来

 

 

日本の商品開発力

商品開発力については、その独特のアプローチと高い技術水準が広く認識されています。

高い技術力と精密工学

日本は精密工学や高度な技術において世界をリードしています。 特に、自動車、電子機器、ロボティクスなどの分野では、日本製品は高品質と耐久性で知られています。

継続的な改善(カイゼン)

カイゼン(改善)の哲学は、小さな改善を継続的に行うことで、製品の品質を徐々に向上させるという日本特有の考え方です。これにより、製品全体性が確保され、消費者の満足がいくます。

消費者ニーズへの深い理解

日本の商品開発は、消費者のニーズを深く洞察し、それに応じて製品を重視しています。

モノ作りへのこだわり

モノ作り文化には、職人の精神が根本にあります。一つ一つの製品に対する丁寧な作業と、完成度の高さを求める日本が、高品質な商品を守っています。

企業間の協力

サプライチェーンにおける密な協力関係も、日本の商品開発力の強みの一つです。部品メーカー、組み立て工場、デザイナーなど緊密に連携し、製品開発を進めています。

長期的な展望

日本企業は短期的な利益よりも長期的な視点で商品開発を行うことが多いです。研究開発に対する投資も積極的で、先進的な技術の開発に取り組んでいます。

社会的・環境的な配慮

今年、日本の商品開発にはエコフレンドリーな取り組みが強く反映されています。環境に配慮した材料選びやエネルギー効率の良い製品設計が進められています。

グローバル展開

グローバル市場における多様なニーズに応えるため、日本企業は国際的な視点を持って商品開発を行っています。異文化間のコミュニケーション能力も重視され、世界各地で成功を収めています。

日本の商品開発力はこれらの要素が組み合わさることによって成り立っており、世界市場においてもその競争力を維持しています。

精密工学> <ロボティクス> <カイゼン> <消費者のニーズ> <エコフレンドリー
<話題>積層造形
積層造形とは、3Dプリント技術の一種で、物体をさらに積み重ねて形を作っていく方法です。これにより、複雑な形状や内部構造を持つ物体も、設計データに基づいて正確に製造することが可能ですこの技術は、プロトタイピングや製品製造、医療分野でカスタマイズされたインプラントの作成など、様々な用途に利用されています。 特に、従来の減算製造方法では難しかった複雑なデザインも、積層造形を置くことで実現可能になるため、デザインの自由度が大幅に広がっています。

2023 年時点の 3D プリンティング、つまり積層造形の最新の進歩には、主にプロトタイピングから本格的な製造での広範な使用への移行が含まれています。技術の進歩により、より応用現場に近いところで、より迅速に、より正確に、より低コストで部品を製造できるプリンタが登場しました。この業界は今後 10 年間で力強い成長が見込まれており、20% 以上の増加が見込まれています。

医療分野では、特に歯科分野で義歯やその他の歯科用器具の製造に 3D プリンティングが大幅に採用されており、大きな市場の可能性を示しています。

さらに、3D プリンティングは、世界的な物流上の課題の解決策としてますます魅力的になってきています。これにより、企業はサプライ チェーンの問題、材料の入手可能性、物流の制約を乗り越えることができ、デジタル ファイルから世界中のどこでも製造部品を生産できるようになり、開発時間の短縮、コストの削減、利益率と環境フットプリントの向上につながる可能性があります。

これらの傾向は、3D プリンティングがさまざまな業界でより不可欠な要素になり、製造プロセスの革新と効率を推進していることを示しています。

減算製造方法> <3Dプリンテイング
<話題>自動車部品業界
自動車部品業界の未来については、いくつかの重要な傾向が見られます。これらは電気自動車(EV)の台頭、自動運転技術の進歩、デジタル化とコネクティビティの増加、持続可能性への注目、およびカスタマイズと個人化の必要な措置を含んでいます。1,電気自動車(EV)の台頭: 自動車産業は電動化に向かって急速に進化しており、これによりバッテリー、高性能モーター、電力管理システム等の新しい部品に対してニーズあります。2,自動運転技術の進歩: 自動運転車はセンサー、コンピューターシステム、高度なナビゲーション技術が必要です。これらの技術の進化は、部品業界に新しい機会出てきます。3,デジタル化とコネクティビティ:車両のデジタル化は、インフォテインメントシステム、高度なドライバーアシスタンスシステム(ADAS)、車載通信システムなどのニーズが高まっています。4,持続可能性への注目: 環境への影響を考慮して、より持続可能な素材製造プロセスへの移行が求められています。これはリサイクル可能な素材やエコフレンドリーな製品への移行を意味しています。5,カスタマイズとカスタマイズ: 消費者はますます自分の車を個性的にカスタマイズしたいと考えています。これにより、カスタム部品やアクセサリーの市場が拡大しています。これらのトレンドにより、自動車部品業界は進化し続け、新しい技術と持続可能なソリューションに対する需要あり、業界はこれらの変化に適応し、新たな機会を最大限に活用する必要があります。

 

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AI生成音声技術> <減算製造方法> <エコフレンドリー><カイゼン> <フィルム型太陽電池><Inflection AI
ナノインプリント半導体> <ものづくりのバーチャルモデル><富岳><液体水素を動力源とする電気飛行機

物づくりコンテキスト><ドキュメンテーション><リバースエンジニアリングプロセス><作動原理><JAXA

製品開発><技術仕様><再構築><知的財産権><特許権><物づくりプロセス><放射性廃棄物><EV充電規格
グローバルサプライチェーン> <デジタルサイネージ> <地デジの4K化スーパーコンピューター
サイバーセキュリティ> <デリスキング> <パワー半導体> <3D半導体><画像生成AI> <SMS戦略

音声合成技術><インフラ人材><宇宙安全構想><リチウムイオンバッテリー> <プロンプトエンジニアリング
再電離><MOX燃料><全固体電池液化水素運搬船運搬船>    アルゴンガス>  水素エンジン脱炭素化
宇宙太陽光発電><ロボット工学><モバイルPASMO

EV用電動コンプレッサ> <EV・PHV用充電設備> <水素エネルギ> <ペロブスカイト太陽電池> <レアアース
航空宇宙産業><AIロボット><半導体製造装置><動力伝導装置><パワ半導体><航空機燃料><アーカイブ
双腕ロボット> <タービン発電機>  <球状歯車> <洋上風力発電><ピュアEV><原材料> <ハイブリッド
次世代太陽電池><物流DX><ディーゼルエンジン><電磁波> <アンモニア燃料電池> <マシニングセンター
固体酸化物形燃料電池> <スマートフォン>  <ダイヤモンド半導体>  量子コンピュータ>  <AI(人工知能)

 

リバースエンジニアリングデータサービスについて

機密保持契約、請書契約、委託書契約、等契約に必要な手続き、取先ご規約条項に従い契約を締結いたします。

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会社概要

社名 アポロ株式会社
住所 〒440-0806 愛知県豊橋市八町通五丁目11番地
事業内容 リバースエンジニアリング、3Dスキャン、3Dデジタイジング、3D-CAD