3DスキャンデータをCADデータに変換、スキャンした形状データ（点群やメッシュ）を、設計・製造で使用できるパラメトリックなCADモデルに変換する作業です。以下に、その一般的な流れと方法を紹介します。

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■ 1. 3Dスキャンデータの種類

3Dスキャナから出力されるデータには主に以下の形式があります：

• 点群データ（.IGESなど）

• ポリゴンメッシュ（.stl, .obj, など）

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■ 2. CAD化（リバースエンジニアリング）のプロセス

① スキャンデータのクリーニング

• ノイズ除去

• 穴埋め

• 不要な部分の削除

• 使用ソフト例：Geomagic

② メッシュ編集・整形

• メッシュのリトポロジー（再構成）

• サーフェスのスムージングや整列

③ CAD用サーフェスの作成

スキャンデータを元に、NURBSサーフェスやソリッドモデルを作成。

• 使用ソフト例：Geomagic Design X、Rapidform XOR、SolidWorks（ScanTo3D）、Autodesk Fusion 360（メッシュ→BRep変換）

④ パラメトリックCADモデルへの変換

• CADソフトで寸法や拘束を定義して、設計意図を持ったモデルへ

• 完全にパラメトリックにしたい場合は、手動でスケッチ・押し出しなどを再現する必要あり

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■ 3. 使用する主なソフトウェア

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■ 4. 注意点・課題

• 精度の確保（スキャン精度＋モデリング精度）

• 曲面が多い形状は手作業のモデリングが必要

• 点群データからのCAD化は中間でメッシュ化が必要

• 凹凸が複雑な場合、NURBSでの再現が困難

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■ 5. よくある用途

• 製品のリバースエンジニアリング

• 金型・部品の複製

• 遺産・文化財のデジタル化と復元

• フィッティングパーツの設計（現物に合わせる）

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3DスキャンデータをCAD化する具体的な作業フローを、ステップごとに詳細に説明します。対象は「現物をスキャンして、設計・加工に使えるCADデータ（例えばSTEP形式）へ変換する」という一般的なケースを想定しています。

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✅ 3Dスキャン → CAD化 作業フロー（全体像）

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🔧 各ステップの具体内容

【1】3Dスキャン

• 機器：ハンディスキャナ、固定式スキャナ、フォトグラメトリなど

• 出力形式：STL, OBJ, IGESなど

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【2】スキャンデータの前処理（クリーニング）

ソフト例： Geomagic

• ノイズ除去（外れ点など）

• 穴埋め（ホールフィル）

• 重複面の削除

• メッシュの縮退（三角形数の削減）

• ポリゴン数が多すぎるとCAD変換に時間がかかるため、適度にリダクションします。

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【3】メッシュ編集・整形

• 必要に応じて対称化、形状の整形

• メッシュのスムージング、形状調整

• 寸法測定し、CAD化に備える

• この時点でスキャン精度に誤差がある場合、基準面の再設定やリジストレーションが必要です。

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【4】CAD化（NURBSやソリッドへの変換）

ソフト例：

• Geomagic Design X（業務用）

• Fusion 360（Mesh → BRep変換）

• SolidWorks + ScanTo3D

• Rhino 3D + Grasshopper（曲面が多いものに適）

• メッシュを「基準」としてサーフェス・ソリッドを作成

• 直方体、円筒、穴などの特徴はCADで再構築

• 自動フィッティング機能（スキャンにフィットする面作成）を活用可能

• 自動変換ツールは便利ですが、意図通りの設計寸法が出にくいので、再スケッチするのが理想です。

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【5】パラメトリックモデルの再構築（必要な場合）

• 取得した形状を元に、スケッチ → 押し出し → 穴加工などを手作業で再構成

• 寸法拘束を設け、設計変更に対応可能な「設計意図のあるモデル」に仕上げる

• ここまでできれば、CAMやCAEへの連携がスムーズになります。

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【6】CADファイル出力

• 保存形式：.STEP, .IGES, .SAT, .SLDPRT（SolidWorksネイティブ）など

• 使用目的（加工・シミュレーション・図面化）に応じて出力

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🛠️ ワークフロー例

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📌 補足：自動 vs 手動CAD化の違い