コンピュータ支援エンジニアリングのための Autodesk Fusion

コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)

Autodesk Fusion は、エンジニアが詳細なシミュレーションと解析を実行し、製品のパフォーマンスと信頼性を向上させることができる包括的な CAE ソフトウェア ソリューションです。

Fusion を使用して、松浦機械製作所の MX-330 マシン用のフライス加工プロジェクトを準備。

コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)とは?

CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)(英語)は、製品の設計、解析、製造のためにコンピュータ ソフトウェアを使用することです。このソフトウェアには、シミュレーション、最適化、検証などの機能が含まれており、有限要素解析(FEA)、数値流体力学(CFD)、マルチフィジックスなどの分野と組み合わせて、エンジニアリング解析を強化することができます。

Hermle AG 社は、マシンの製造にオートデスクの PowerMill を使用しています。

CAE ソフトウェアとは何ですか?

CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)ソフトウェアは、高度な計算方法を使用してエンジニアリング作業を支援するプログラムの一種です。コンポーネントやアセンブリの応力解析、運動学、材料力学、設計の最適化など、いくつかの分野が対象です。CAE ソフトウェアは、製品および製造ツールのモデリング、シミュレーション、検証、最適化のためのツールを提供することにより、エンジニアリングプロセスを強化します。これにより、エンジニアは製品設計を評価して改善し、その機能、耐久性、および効率性を確保できます。

CAE ソフトウェアの利点

設計効率の向上

高度なシミュレーション スタディ タイプを使用して、さまざまな設計案が実際の条件下でどのようなパフォーマンスを発揮するかを比較・検証できます。

製品のパフォーマンスと信頼性の向上

CAE ツールは、実際の条件をシミュレートすることにより、製造前の製品パフォーマンスと信頼性の予測と向上を可能にし、最適な製品機能を確保します。

物理的なプロトタイプの必要性を削減

CAE ソフトウェアを使用すると、仮想プロトタイプを作成できるため、コストがかかり時間のかかる物理的プロトタイプの必要性が減り、製品開発サイクルがスピード アップします。

コンピュータ支援エンジニアリングの一般的な用途

CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)は、実世界の条件のシミュレーション、設計の最適化、製品パフォーマンスの検証を行い、エンジニアリング プロセス全体を強化するために広く使用されています。

応力解析


CAE は有限要素解析(FEA)を使用して、引張、圧縮、せん断などの物理的な力に対する製品の反応をシミュレーションし、予測することができます。これにより、エンジニアは設計を最適化して検証し、耐久性と信頼性を確保できます。

流体力学


CAE は、数値流体力学(CFD)において、製品内部または製品周囲の流体、伝熱、その他の関連する現象をシミュレーションするのに役立ちます。これは、流体の挙動が製品のパフォーマンスに大きく影響する空気力学、水力学、HVAC システムなどの分野で重要です。

熱解析


CAE は熱解析を実行して、熱伝達が製品にどのような影響を与えるかを予測することができます。これにより、温度条件が異なる場合でも、製品が効果的なパフォーマンスを維持できるようになります。これは、特にエレクトロニクス、自動車、航空宇宙産業で重要です。

マルチボディ ダイナミクス


CAE は、複数のコンポーネントを持つシステムの動的挙動をシミュレートおよび解析するために使用します。これにより、エンジニアはアセンブリに対するモーションや力の影響を理解することができます。これは、乗り物、ロボット、機械などの複雑な機械システムを設計する場合に重要です。

注目の CAE ソフトウェア

製品設計のためのクラウドベースの 3D CAD/CAM/CAE/PCB ソフトウェア。


シミュレーションのエクステンションです。ジェネレーティブデザイン、有限要素解析 (FEA)、電子機器冷却、射出成形などの解析を行い、成形品設計と性能を最適化できる、無制限のクラウド解析機能を搭載します。


Autodesk Fusion simulation extension

Autodesk Fusion Simulation Extension

Autodesk Fusion Simulation Extension には、パーツ性能、製造可能性、ジェネレーティブ デザインの機能を設計するための CAE (コンピュータ支援エンジニアリング)が付属しています。

ジェネレーティブ デザインの結果を基に、重量の削減とパフォーマンスの向上を実現できます。また、さまざまな種類(構造、熱、陽解法、射出成形など)のシミュレーション スタディをジェネレーティブ デザインと組み合わせることで、3D 設計が実際の条件下でどのようなパフォーマンスを発揮するかを製造前に包括的に把握することができます。

Fusion Simulation Extension のメリット

Autodesk Fusion の CAE 機能を使用すれば、設計の可能性が無限に広がります。

製品開発時間が短縮

ジェネレーティブ デザインで自動的にパフォーマンスを最適化し、設計コストを削減できます。シミュレーション ツールによるデジタル プロトタイピングで、物理的なプロトタイプの作成を最小限に抑えることができます。

製品の信頼性が向上

高度なシミュレーション スタディ タイプを使用して、さまざまな設計案が実際の条件下でどのようなパフォーマンスを発揮するかを比較・検証できます。

設計の可能性が広がる

製造プロセスを認識する人工知能(AI)を利用して、人間の想像を超えるさまざまな設計案をスピーディーに生成できます。

Fusion Simulation Extension の CAE 機能

非線形静的応力

非線形静的応力

この CAE 機能は、非線形材料上で大きな変形、モーション、および接触の動作をシミュレートすることで、さまざまな応力条件の下で材料と構造がどのように反応するかを予測する上で重要になり、設計の信頼性が向上します。

構造座屈

構造座屈

この CAE 機能は、座屈による構造破損の可能性に関する重要な洞察を提供します。さまざまな荷重下での構造の反応をシミュレートすることで、設計者は設計を改良し、構造不安定さに伴うリスクを軽減することができます。

イベント シミュレーション

イベント シミュレーション

設計者はこの CAE 機能を使って時間依存の力が 3D 設計パフォーマンスに与える影響を予測することで、潜在的な問題を予測し、緩和することができるため、製品の信頼性と寿命を向上させることができます。

モード周波数

モード周波数

この機能を使用すると、設計者はパーツやアセンブリに対する自然振動の影響を解析できます。CAE においては、この共振周波数を理解することは、潜在的な構造破損を防止し、設計を最適化するために極めて重要です。

熱シミュレーション

熱シミュレーション

この機能を使用すると、設計者は熱伝達と温度によって発生する応力をシミュレートできます。これは、温度変化がシステムのパフォーマンスにどのように影響するかを理解する上で非常に重要であり、熱効率と信頼性の高いシステムの設計に役立ちます。

コンシューマー製品開発用の CAE ツール

コンシューマー製品開発用の CAE ツール

コンシューマー製品をより迅速に市場に投入するには、設計から製造へのスムーズな移行が必要です。  Autodesk Fusion を使用すると、製品設計者は、設計者を念頭に置いて作成された CAE 解析ツールを使用して、製造前に製品のパフォーマンスと品質を検証することができます。

  • 製品のパフォーマンスと品質を検証
  • コストのかかる遅延や作業のやり直しを最小限に抑える
  • 直感的で使いやすい解析ツール

CAE ソフトウェアを活用した成功事例

河合樹脂工業

河合樹脂工業

河合樹脂工業は、CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)ツールである Fusion Simulation Extension を使用して射出成形シミュレーションと流動解析を実行しました。これにより、プロセスにおけるショート ショットの発生を防止し、金型の精度を視覚的に確認し、射出回数を 25% 削減して、コスト効率を大幅に向上することができました。

Dr.Hannes Schwenke

Dr.Hannes Schwenke

Dr.Hannes Schwenke は、3D モデリングおよびプリント技術の形式で CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)を使用しました。Autodesk Fusion と Netfabb を使用して、動脈システムと脳動脈動脈疾患の正確な 3D モデルを作成しました。このモデルは、複雑な外科手術の可視化、外科医トレーニングの改善、患者の治療の成果の向上に役立ちました。

Coral Maker

Coral Maker

Coral Maker は、Autodesk Fusion を介してコンピュータ支援エンジニアリング(CAE)を利用し、サンゴの骨格を大量に製造するための金型を設計し、試作しました。また、ロボティクス システムをテストしてサンゴを播種するためにも使用しました。この CAE ツールにより反復的な設計改善が容易になり、CNC 工作機と 3D プリントを製造に使用できるようにしました。

ACWA-ROBOTICS

ACWA-ROBOTICS

ACWA-ROBOTICS が Autodesk Fusion を使用して水道管を検査するロボットを設計する方法をご紹介します。この記事では、コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)、特に、機械的な耐久性と熱特性を評価するためのシミュレーションの重要性を強調しています。Fusion のこのような CAE 機能は、ロボットのパフォーマンスを適切に設計および最適化する上で非常に重要です。

コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)向けの Fusion リソース

これらのブログを参考にして CAE の使用を始めましょう。

製品開発では、コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)を使用することにより、製造を開始する前に設計を迅速に検証し、コストの削減、市場投入までの時間の短縮、製品の品質の向上を図ります。

CAD/CAM/CAE の統合機能が、製品開発プロセス全体における重要ポイントに、どのようなメリットをもたらすかを解説します。

コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)の世界を探求し、最新の製品開発における重要な役割に焦点を当てます。

強力な CAE 機能、シームレスなシミュレーション、および堅牢なクラウドベース環境における革新的なデジタル プロトタイプにより、Autodesk Fusion が製品開発をどのように革新させているかをご紹介します。

CAE ソフトウェア ソリューションを選択する際に考慮すべき要素と、Autodesk Fusion によるサポートの詳細について説明します。

製品開発では、さまざまな条件下で厳密なテストと設計の機能強化を行うために、Fusion などの CAE ソフトウェアを使用します。

CAE ソフトウェアに関するよくある質問(FAQ)

Fusion が独自の CAE ソフトウェアであるのはなぜですか?

Autodesk Fusion は CAD、CAM、CAE を 1 つのプラットフォームに統合し、設計からファブリケーションに至るまでのシームレスなワークフローを実現する独自製品です。

Fusion に統合された CAE 機能は、製品開発プロセスをどのように強化しますか?

Autodesk Fusion の統合 CAE 機能は、設計から解析に至るまでのシームレスなワークフローを作成することによって、製品開発プロセスを大幅に向上させます。これにより、エンジニアは応力テスト、流体力学、熱解析、マルチボディ ダイナミクスなどのさまざまな解析を CAD モデルで直接実行でき、ソフトウェアを切り替える必要がありません。これにより時間が節約されるだけでなく、最新のモデルに基づいた解析を行えます。

 

これらの解析に基づいて設計を迅速に反復できるため、エンジニアは設計をより効率的に最適化し、製品のパフォーマンスと信頼性を向上させることができます。さらに、これにより物理的なプロトタイプの必要性が大幅に減り、時間とリソースの両方を節約できます。Fusion の CAE ツールを使用すると、エンジニアは設計が実際の条件下でどのように機能するかを予測できるため、設計プロセスの初期段階で潜在的な問題を特定して修正することができます。これにより、製品の不具合や関連コストが発生するリスクを大幅に低減できます。

Fusion の CAE 機能によってチーム間のコラボレーションはどのように促進されますか?

Fusion はクラウドベースのプラットフォームです。つまり、場所に関係なくチーム メンバー間でリアルタイムのコラボレーションを行うことができます。これは CAE タスクで役立ちます。エンジニアたちが同じ設計とシミュレーションで共同作業を行えるため、データの共有が促進され、意思決定プロセスを迅速化できるからです。チーム メンバーは、設計やシミュレーションをリアルタイムで表示、コメント付け、編集できるため、全員が最新の進捗状況を把握できます。設計やシミュレーションへのアクセスをコントロールして、セキュリティと機密性を維持することもできます。

 

さらに、Fusion を使用すると、技術的な背景を持たない関係者とも CAE の結果を共有することができます。これは、ビジュアル レポートやアニメーションを使用して行うことができ、データを分かりやすくし、コミュニケーションに役立てることができます。全体として、Fusion の CAE 機能はチーム間のコラボレーションを大幅に強化し、効率的で効果的な製品開発を実現します。

Fusion で CAE 機能を使用する主な利点は何ですか?

Fusion で CAE を使用することで、効率的な設計の反復、製品パフォーマンスの向上、物理的プロトタイプの必要性を削減できます。

CAD と CAE の違いは何ですか?

CAD(コンピュータ支援設計)と CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)はどちらもエンジニアが使用するソフトウェア ツールですが、これは異なる目的で使用されます。

 

CAD(コンピュータ支援設計)は、製品や構造の 2D/3D モデルや青写真を作成するために使用します。このソフトウェアは、主に建築家、エンジニア、作図者、アーティストなどが使用して、精密な図面やテクニカル イラストレーションを作成します。 

 

CAE(コンピュータ支援エンジニアリング)は、コンピュータおよびソフトウェアを使用してエンジニアリング作業を行う手順を説明するために使用される用語です。解析、シミュレーション、最適化、および製造プロセスのテクニックをパッケージ化する計算ツールの使用が含まれます。CAE ツールは、コンポーネントやサブシステム、ダイナミクスと衝突の解析、キネマティクス、その他の物理シミュレーションに対する構造解析で使用されます。 

Autodesk Fusion は、CAD、CAM、CAE、PCB を 1 つのクラウドベースのソリューションに統合する包括的な製品開発ソリューションです。

Fusion のシミュレーションの精度はどれくらいですか?

精度は入力パラメータによって異なりますが、Fusion は一般的に、高度なシミュレーション機能を使用して実際のシナリオを予測する場合に、信頼性と精度が高いと考えられます。

Fusion を使用して古いプロジェクトにアクセスして改善することはできますか?

はい。Fusion を使用すると、古いプロジェクトに簡単にアクセスして修正できるため、以前のデザインを反復したり改善したりする作業が簡単になります。

CAE ソフトウェアを一般的に使用する業界を教えてください。

CAE ソフトウェアは、自動車、航空宇宙、電子機器、工業デザインなど、幅広い業界のアプリケーションを検索します。その他にも、製品設計やシステムのパフォーマンスを理解または予測する必要のある分野が多くあります。

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