2次元ではできないマルチボディ設計をSOLIDWORKSで実現

3次元CADでは製品形状を立体で表現して設計を行うことで、設計形状を視覚的により直観的に把握することができます。3次元ソリッドモデラーであるSOLIDWORKSは情報の視覚化による恩恵のほか、データを「ソリッド」で表現することで製品の詳細な形状表現を可能にするだけでなく、内部情報も評価することができるため作成したモデルを基に重心位置や質量、部品同士の干渉といった問題をより正確に把握することができるようになりました。

また、ソリッドは従来のワイヤーフレーム・サーフェスモデラーではできなかったソリッド同士の和・差・積といったブーリアン演算によるモデリング等が可能になり、より柔軟な設計が行えるようになっています。SOLIDWORKSでは1部品上に複数のボディを作成、ボディを分割するといった操作によりマルチボディを構築することができ、マルチボディを効果的に活用するための機能が多数搭載されています。

マルチボディの「組み合わせ」コマンドによる柔軟な形状作成

マルチボディに対して使用する「組み合わせ」コマンドでは「加算」「除去」「共通部」という方法でマルチボディから異なる形状を作成することができます。それぞれ方法により作成される形状が大きく異なりますが、意図する形状に合わせてマルチボディを作成し「組み合わせ」を使用することでさまざまな形状を簡単に作成することができます。

例えばエンジンの内部部品等を作成する場合では、製品の性能上重要となる内部の流路形状をまずマルチボディで別途作成し、設計を進めてから製品形状を表すボディから流路形状のボディを「除去」することで複雑な内部の形状を簡単に作成することが可能です。このようにマルチボディによる組み合わせ機能を扱うことで簡単に任意形状をモデリングすることができるため、設計の手順にとらわれることなく設計意図や製品の仕様等、優先されるべき形状を優先して作成する効率的な設計を行うことが可能です。

部品のマルチボディを基にアセンブリ作成

SOLIDWORKSでは1部品上で作成したマルチボディを個別の部品ファイルとして保存することができ、同時にマルチボディ部品からアセンブリを作成することが可能です。こうした機能は製品を構成する部品形状が複雑な場合に効果を発揮します。製品全体が曲面的で1つ1つの部品形状や部品同士の組み付け状態が複雑な場合、各部品を干渉なく正しく組み立てられるよう作成するのは非常に難しくなります。

しかし1部品上で製品全体形状を作成してから各構成部品の形状に分割してマルチボディを作成し、そのマルチボディを基に新規部品・アセンブリを作成することで、干渉なく正確な組み立てが可能な製品アセンブリを簡単に作成することができます。このようにアセンブリ上で参照を定義しながら設計を行うといった方法が難しいような製品形状でも、マルチボディで設計を行うことで非常に効率的に設計を進めることが可能になります。

部品挿入を利用して複数ファイルから1部品を作成

「部品挿入」機能により作業中の部品ファイル内にほかの部品ファイルをマルチボディとして挿入することができます。この機能を利用して複数人で作成したファイルを1部品内に挿入してマルチボディを作成し「組み合わせ」等の機能によりマージすることで異なる部品ファイルから1つのソリッドボディ、部品ファイルを作成することが可能です。

挿入された部品はデータを参照するためファイル同士に相関関係が定義され、挿入元の部品に変更が生じると挿入した部品にも変更が反映されます。また「リンク解除」オプションを有効にすれば参照関係を持たせず、部品の履歴情報のみを挿入することができ、通常通り作成した部品と同様にフィーチャーを表示させることが可能です。

部品挿入を利用して複数ファイルから1部品を作成

SOLIDWORKSにはマルチボディを使用することでより高位効果を発揮する次のような機能が多数あります。

インデント
ターゲットとなるボディに対し、隣接するツールボディの形状に合わせて「くぼみ」を作成。

交差
ソリッド、サーフェス、平面の交わりにより生じる領域に合わせて形状変更を行うことができる。

ファスナーフィーチャー
選択したエッジ・面等の要素に合わせて取り付け形状を追加。

その他フレームモデルを作成する「鋼材レイアウト」ではレイアウトとして指定したスケッチ形状に合わせてフレームボディをマルチボディとして作成したり、マルチボディ部品を基に分解図を作成する等、マルチボディを活用した設計を可能にする機能が備わっています。

(本稿はCAD Japan.comより提供を受けた記事を編集したものです。)