3DスキャンからCADモデリング事例-01
自動車部品の現物スキャンからCAD作成
図面やCADデータがない既存部品を3Dスキャナーで測定し、設計・製造に使えるCADデータへ再構築する技術です。レーザー式や光学式スキャナーで部品表面を多方向から測定し、点群データを取得します。点群は位置合わせ、ノイズ除去、欠損補完を行い、ポリゴンメッシュへ変換します。その後、平面、穴、円筒、軸、フィレット、自由曲面などを解析し、設計意図を考慮してサーフェスやソリッドモデルとしてCAD化します。完成データは現物との偏差を確認し、補修部品の再製作、金型製作、設計変更、解析、保守部品の復元などに活用できます。
インペラ羽根
複雑なねじれや自由曲面を持つ羽根形状を多方向から測定し、点群・ポリゴンデータを取得します。取得データは位置合わせ、ノイズ除去、欠損補完を行い、羽根の断面形状、曲率、入口・出口角度、ハブやシュラウド面などを解析します。その後、設計意図を考慮してNURBS曲面などで滑らかなサーフェスを再構築し、CADモデルを作成します。完成データは現物との偏差を確認し、摩耗部品の復元、補修、再製作、性能解析、設計変更などに活用できます。
精密機器部品
微細な穴、段差、溝、曲面、薄肉部などを多方向から測定し、点群やポリゴンデータを取得します。取得データは位置合わせ、ノイズ除去、欠損補完を行い、基準面、穴径、軸、平面、円筒、フィレットなどの形状を解析します。その後、設計意図や寸法精度を考慮してサーフェスやソリッドモデルとして再構築します。完成したCADデータは現物との偏差を確認し、補修部品の再製作、設計変更、治具製作、品質検査、保守部品の復元などに活用できます。
鋳造金型
鋳造金型は、溶融した金属を所定の形状に成形するために使用される型で、自動車部品、機械部品、産業機器などの製造に広く利用されています。製品形状だけでなく、湯流れ、凝固、収縮、抜き勾配、パーティング面などを考慮した設計が重要です。使用を重ねると摩耗、変形、焼付き、欠損などが発生するため、定期的な点検や補修が必要になります。図面やCADデータがない古い金型では、3Dスキャンによって現物形状を取得し、CADデータとして再構築することで、補修、再製作、設計変更、寸法確認に活用できます。現物とCADの偏差を比較することで、摩耗箇所や変形量の把握にも役立ちます。
ろ過装置部品
ろ過装置部品は、液体や気体に含まれる異物、粉じん、固形物などを分離・除去する装置を構成する重要な部品です。主なものには、フィルターハウジング、ろ材支持部、フランジ、配管接続部、カバー、シャフト、シール部品などがあります。使用環境に応じて、耐食性、耐圧性、耐薬品性、気密性などが求められます。長期間の使用では腐食、摩耗、変形、目詰まりなどが発生するため、点検や交換が必要です。図面やCADデータがない既存部品は、3Dスキャンで形状を取得してCAD化することで、補修部品の再製作、寸法確認、設計変更、設備保全などに活用できます。
光学式スキャン
光学式スキャンは、光学的な原理を利用してデジタルデータに変換するための技術です。以下は光学式スキャンの基本的な原理についての説明です。
1,光源:
光学式スキャナーの光源は、対象物に光を照射し、表面形状を読み取るための重要な要素です。LED光、白色光、青色光、レーザーなどが用いられ、反射した光の変化やパターンの歪みをカメラで検出します。光源の種類により、測定精度、解像度、光沢面への対応力が変わります。安定した光源を使うことで、微細な凹凸や複雑形状を高精度に3Dデータ化できます。
2,対象物に光を照射:
対象物に光を照射し、その反射光や投影パターンの歪みをカメラで読み取ることで、表面形状を3Dデータ化する技術です。代表的な方式には、縞模様や格子状の光を投影する構造化光方式があります。対象物の凹凸によって光のパターンが変形し、その変化を解析して距離や形状を計算します。非接触で測定できるため、精密部品や金型、文化財など、触れにくい対象物にも適しています。
3,光センサー: 光学式スキャナーには、光センサーが搭載されています。光センサーは、光の強度や色情報などを測定します。一般的な光センサーには、CCD(Charge-Coupled Device)やCIS (密着型イメージセンサー)などもあります。
4,スキャニングヘッドの移動: スキャナーは、光源と光センサーを搭載したスキャニングヘッドを対象物の上に移動させます。このスキャニングヘッドは、対象物全体をカバーするように横断的に移動することが一般的ですスキャナーが対象物の上を移動すると、光センサーは各位置で反射または透過された光の情報を収集します。
5,デジタルデータへの変換:
光学式スキャナーで取得した反射光や投影パターンの情報は、専用ソフトで解析され、点群データとしてデジタル化されます。点群は多数の座標点の集まりで、対象物の表面形状を数値として表します。その後、ノイズ除去、位置合わせ、メッシュ化を行い、ポリゴンモデルやCADデータへ変換します。これにより、現物形状を検査・設計・解析に利用できる3Dデジタルデータとして活用できます。
6,出力:
スキャナーは、デジタル画像または文書をコンピューターに送信するためのインターフェースを備えており、スキャンしたデータを保存、編集等の目的で使用できます。このように、光学式スキャンは光源、反射または透過、光センサー、スキャニングヘッドの移動、デジタルデータへの変換という基本的な原理に基づいて動作します。ような種類の画像をデジタルデータに変換し、電子的に保存したり共有したりすることが可能になります。
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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 |
