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3Dスキャナー活用 ~点群データから自動でCADに変換~

点群データを自動でCADで使えるようにする「自動面作成」とは?

3Dスキャンしたデータは点群データとして出力されます。点群データをCADで使えるようにするには、次のような変換や修正作業を必要とします。

  1. 点群データをメッシュ化(ポリゴンデータに変換)。
  2. スキャンできなかった箇所の穴埋めを行い、穴のないメッシュデータを作成。
  3. メッシュデータからサーフェス面を生成。
  4. 面数を削減することで、軽量化されたCADデータに。

メッシュ化~サーフェス面生成までの工程をソフトウェアが自動で処理する「自動面生成」をご存じでしょうか?

手間の削減に有効な自動面生成ですが、デメリットもあります。その点を踏まえたうえで点群データをCAD化し、業務に役立てましょう。

なぜ、サーフェス面にする必要があるのか?

サーフェス面化する理由は「メッシュデータをCADに橋渡すため」といえます。サーフェス面化する場合としない場合を例にご紹介します。

サーフェス面を張らない場合

3Dスキャナーで計測した点群データは、三角形のポリゴンメッシュで形状が表現されます(STLデータ)。メッシュデータは3DプリントやSTL切削、CADデータとの比較に使用できます。しかし、3D CADにインポートしても編集がしづらい/できないことが難点です。

サーフェス面を張った場合

メッシュデータに自動面を施すとメッシュの表面形状に忠実なサーフェスデータが貼り付けられます。自動面で作成されたサーフェスデータは、3D CADに読み込めます。

ソフトウェアによる自動面生成の仕組みと特長

自動面生成を使うと、メッシュデータの曲率に沿って自動的にサーフェスデータを作成します。NURBSサーフェスの細かい面で構成されており、計測データに忠実なデータを生成できます。

作られたデータはCADへのインポートでき、機構部品と外形状のアセンブル確認、解析用データ、フィギュアやキャラクターの型などの自由曲面形状として使用できます。

自動面の特長

自動面の特長をリバースエンジニアリングと比較してみました。リバースエンジニアリングとは真逆の特長であることが分かります。

  自動面 リバースエンジニアリング
スキャンデータ忠実参考
CADの知識不要必要
形状変更不可可能
パラメーター管理不可可能

自動面はこのようなシーンで活用できます

有機的な形状をダイレクトにCAD化

生地の質感やシワ感を得るためにタオルなどをスキャンし、デジタルデータ化・CAD化し、切削加工に引き渡せます。短い工数で切削可能なデータに変換できる点が魅力です。

ハイブリッドデータ化

製品の一部分だけに有機的な形状を施したい場合、機構部分などはCADで作成し、形状を変更したい箇所のみ自動面で作成。最後にCADで合成すれば完成です。

大容量データとCADの橋渡しのフォーマット

CADで作成した曲面データは、寸法は整数化されるためスキャンデータと誤差が生じます。一方、メッシュデータは形状が複雑であるほど大容量になり、CADによっては読み込みに制限があります。

そこで、自動面化したソリッドデータと組み合わせることで、スキャンデータのさらなる活用やデザインの幅が広がると考えられます。

自動面のメリットとデメリット

このように自動面を使うと、すばやくCADデータ化でき、手による変換や修正作業が不必要となります。反対に、自動面のデメリットにも注意しておきましょう。

メリットスキャンデータをはじめとする点群/メッシュを自動でCAD化可能
形状再現性が高い
CADでは表現できないような形状もCAD化ができる
デメリットデータが大容量化する傾向がある
CAD側での編集がしにくい
データを生成する関係上、CAD側でエラーを引き起こす可能性がある

自動面生成機能を搭載するソフトウェア

自動面生成を使ってみたいと思っているお客様にお薦めのソフトウェアは「Geomagic Solutions」です。Geomagic Solutionsは、自動面生成の主要ソフトウェアを統合したラインアップを展開しているからです。

Geomagisには、3種類のソリューションがあり、それぞれどのような自動面を生成するのかをご紹介した記事もご用意しています。詳しくは、次のリンクよりご確認ください。

【比較】Geomagic 自動面生成 ~メッシュからサーフェス面化~

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