リバースエンジニアリング機能が追加されたシーメンスの定番3D-CAD 「Solid Edge ST10」など、設計現場で必要とされているソリューションをご紹介

シーメンスPLMソフトウェアは、製品ライフサイクル管理および製造オペレーション管理ソフトウェアの分野で世界をリードするプロバイダー。製品のプランニングから開発、製造、生産、サポートに至るプロセスを最適化することで、イノベーションを実現できるよう、数多くの企業を支援しています。

シーメンスの定番3D-CAD、Solid Edgeにリバースエンジニアリング機能が追加されました。音の見える化や本格流体解析を含め、設計現場で必要とされているソリューションの最新情報を見ることができます。

3Dで設計モデルを作成、図面化して出図。この慣れ親しんできたワークフローにも変革が求められています。3D設計やCAEの活用でのフロントローディングでの成果が行き渡った今、更なる開発環境が必要です。作成した文書を印刷するのと同じ感覚で、3Dモデルをそのままワンボタンでプリント。図面作成工程を中抜きして、ダイレクトに製品を手にすることも夢ではなくなっているのです。
また、設計時に考える加工要件も大きく変化。切削方法や型の抜き方向など従来必要だった検討事項に加え、付加製造独特の「サポート」の追加や積層方向も考慮しなければなりません。シーメンスはいち早くこの点にも注目。Solid Edgeでは3Dプリントのプレビューが行え、無駄のない加工を支援するほか、プリントを外注した際のコスト見積もりまでCAD画面の中で行えるようにしています。

変わるのは加工方法だけではありません。設計する製品形状そのものにも変化が求められています。加工要件の制限がなくなった今、機能を満足するのに必要な「絞りこんだ」設計ができるようになりました。その例がSolid Edge ST10に実装された「ジェネレーティブ・デザイン」。いわゆる「トポロジー最適化」を実現したこの機能を使えば、強度は保ったまま、無駄のない軽量な部品を自動で作成することができるのです。エイリアンを思わせるような有機的な部品形状で構成される、軽量かつ低コスト、高機能な製品が出回るのも遠い将来ではないでしょう。

「ポリゴンデータ」あるいは「ファセットデータ」という言葉をご存知でしょうか。細かい三角形をつなぎ合わせることで、3Dモデルの表面形状を表現しているデータのことです。CGや3Dプリントにはこのタイプが用いられている一方、一般的な3D-CADはB-Repと呼ばれるデータ構造をとり、数学的に正しい曲面や平面を表現できるようにしています。実はこの2つのデータ形式があることで大きな問題が発生しています。3Dプリント用のデータをCADで形状変更できないのが一般的なのです。
シーメンスはこの問題を解決。Solid Edgeでポリゴンデータに穴を開けたり、パラメトリックに形状変更できるようにしたのです。シーメンス製のモデリングカーネルparasolidに実装された「コンバージェント・モデリング」と呼ばれるこの機能により、新時代の設計にSolid Edgeは対応しました。モデリングカーネルまでを自社開発しているシーメンスの強みが発揮されたといえます。

例えば、LEDの熱冷却を考える場合、ブレードの概念設計をする場合、新しい熱交換器の効率をデザインレビューで発表する場合、FloEFDが設計者の良きアシスタントになります。

①　3次元CAD形状をそのまま熱・流体解析に利用可能
CATIA V5、PTC Creo、NXとの完全統合。Solid Edge、Inventorとの連携が可能です。また、流体部のソリッドや流入・流出口のサーフェイスを新たに作成する必要がありませんので、無駄な作業がありません。

②　高度な自動メッシュ生成機能
最新のカットセル技術により、モデル形状にフィットし、かつ、テトラメッシュより計算容量が少なく、精度が高いメッシュモデル生成が可能です。

③　直感的で快適な操作性
「閃き」が大事な設計作業では思考の流れを止めないことが重要です。FloEFDのユーザーインターフェイスは直感的で、欲しい出力が簡単な操作で得ることが可能。また、ExcelやWORDへのエキスポートもできますので、レポート作成にも便利です。

④　層流、乱流の自動定義
流体解析責任者のように、どこまでが層流で、どこからが乱流かなどは設計者には判断が付き難いことが多々あります。そこでFloEFDは層流か乱流（k-Σ）を自動判定し、適切な解を導きます。

⑤　境界層の壁関数自動設定
「バーシャルセル」という最新の自動化テクノロジーを利用して、壁近傍の流れの扱いをFloEFDが精度良く解きます。

⑥　収束性の高いロバストソルバ搭載
FloEFDのソルバは長年の研究開発により、安定的な収束性の高さを誇っています。

⑦　デザインレビューのための便利機能
「これを変えたら？」「この場合は？」「こっちの方がいいのでは？」…製品開発段階では各担当者から様々な意見が飛び交います。FloEFDがあれば、設計者はこれらの意見に対して、余り時間を置かずにシミュレーション結果を示すことができます。変更後と以前の比較検討、再計算などにFloEFDのテクノロジーが「力」を発揮します。