パラメトリック モデリング ソフトウェア

パラメトリック モデリングを利用すると、寸法、拘束、計算式、変数など、モデルのジオメトリを定義する情報を含んだ 3D モデルを作成し、この数値を変更することで、モデルを思いどおりに修正できます。

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パラメトリック モデリング ソフトウェアとは

パラメトリック モデリング ソフトウェアは、パラメトリック モデルの作成と操作に使用される、コンピューター支援設計（CAD）ツールのひとつです。パラメトリック モデリングを利用すると、設計者やエンジニアはインテリジェントなモデルを作成して、寸法をひとつずつ修正するのではなく、設計の形状全体を一度に修正することができます。そのため、寸法が変更されるたびに変更箇所を描画し直す必要がありません。

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パラメトリック モデリングの原則

パラメトリック モデリングは、高度な情報を設計に組み込んで繰り返し行う変更作業を自動化し、設計意図を実現する 3D CAD 手法です。 

以下に、パラメトリック モデリングの基本原則を示します。

  • パラメーター：パラメーターは、モデルのジオメトリを定義する調整可能な変数です。具体的には、寸法、拘束、計算式、材料のプロパティなどが含まれます。パラメーターを変更することで、モデルの形状や動作を変更できます。
  • 関係と拘束：パラメトリック モデリングでは、モデルのさまざまな要素間に関係と拘束が確立されます。拘束は、変更が加えられた場合のジオメトリの動作を定義します。
  • 設計意図：パラメトリック モデリングでは、修正を加えたときに、モデルが意図したとおりに動作し続けるかどうかを確認できます。設計意図を基に関係と拘束を定義することで、設計全体を変えることなく、モデルを変更に適応させることができます。

パラメトリック モデリング ソフトウェアがもたらすメリット

設計を柔軟に検討

パラメーターの調整によって、さまざまな設計案を簡単に検討および評価できます。別の設定、サイズ、比率を試すことで、より革新的で最適な設計を作成できます。

設計の最適化

パラメーターをパフォーマンス指標と関連付けることで、安定性やエネルギー効率などの個々の条件を基に、設計がどのように機能するかを簡単に評価し、最適化することができます。

時間とコストを節約

繰り返し作業を自動化して、設計変更に必要な時間と手間を省きます。自動化による時間の節約とミスの低下で、設計プロセスにかかるコストを削減できます。

設計の整合性

パラメーターを変更すると、自動的にモデルに適用され、設計の整合性が維持されます。これにより、複数の設計要素を手動で修正することに伴うエラーを防止できます。

各業界におけるパラメトリック モデリング ソフトウェアの利用
産業機械/設備

産業機械/設備

パラメトリック モデリング ソフトウェアは、産業機械および設備の設計と開発に使用され、機械の詳細な 3D モデルの作成、効率的で機能的な設計のための最適化、機械操作のシミュレーション、製造可能な設計の生成に役立っています。

コンシューマー製品

コンシューマー製品

コンシューマー製品業界（英語）では、パラメトリック モデリング ソフトウェアが、電化製品、電子機器、家具、消費財など、多種多様な製品の設計と開発に使用されています。設計者とエンジニアは、パラメトリック モデリング ソフトウェアを使用することで、デザイン性に優れた機能的な製品設計を作成できるほか、製品の動作をシミュレーションしたり、製造や組み立てが容易になるよう設計を最適化することができます。

自動車、航空宇宙

自動車、航空宇宙

パラメトリック モデリングは、自動車 （英語）業界と航空宇宙業界で重要な役割を担っており、車両、航空機、各種コンポーネントの設計に使用されています。パラメトリック モデリングでは、複雑なサーフェス モデル、アセンブリ構造、エンジニアリング ドキュメントを容易に作成できます。航空力学、構造の整合性、性能の解析とシミュレーションなどにも対応します。

医療

医療

医療業界では、医療機器、人工補綴物、インプラント、医療設備の設計にパラメトリック モデリング ソフトウェアが使用され、正確なモデルのカスタム作成や、機器性能のシミュレーション、製造可能な製品設計の生成に役立っています。

パラメトリック モデリング ソフトウェアの機能

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スケッチ

スケッチは、パラメトリック モデルの作成における最初のステップです。平面上に 2D スケッチを描画して、設計の形状と寸法を定義します。

 

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パラメトリック拘束

スケッチを作成したら拘束を適用して、スケッチの各種要素間の関係を定義します。拘束を適用すると、設計の一貫性を保ったまま、簡単に修正を加えられるようになります。

 

パラメータ

パラメーター

パラメーターを定義して、モデルの寸法やサイズなどの特性をコントロールします。パラメーターの値を変えるだけで、モデルを動的に変更できます。

 

設計履歴とバージョン管理

設計履歴とバージョン管理

フィーチャーの追加や修正の際に、以前の設計段階に戻ってパラメーターを修正したり、パラメーターのタイムラインを使ってモデルを簡単に調整することができます。

 

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フィーチャーベース モデリング

パラメトリック モデリングの基本はフィーチャーベースのアプローチです。スケッチに適用された押し出し、フィレット、面取りなどの修正をモデルに施すことで、3D モデルを作成します。 

 

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アセンブリ

複数のコンポーネントを組み合わせて、完全な製品を形成します。コンポーネント間の関係を定義したり、シミュレーションを実行したり、組み立てたモデルを視覚化したりできます。

 

シミュレーション

シミュレーション

設計する製品の性能や構造上の整合性を評価して潜在する問題を洗い出し、設計を最適化して、コンプライアンス要件が満たされていることを確認できます。

 

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ドキュメント作成

寸法、注釈、ビューが含まれた詳細な図面を作成できます。2D 図面を生成して、尺度、投影タイプ、詳細設計の標準仕様を正確に管理できます。 

 

専門的なパラメトリック モデリング ツール

エンジニアや設計者は Autodesk Fusion のシート メタル機能を利用して、シート メタル コンポーネントの正確なモデルを作成し、シート メタルのファブリケーション用に、マテリアルの板厚、曲げ許容値、穴サイズなどのジオメトリック フィーチャーのパラメーターを定義できます。

Autodesk Fusion の［電子デザイン］作業スペースは、回路図キャプチャのエディタ、PCB レイアウト、ライブラリ管理、3D PCB エディタ、製造データ生成ツール、機械系 CAD 機能など、さまざまなツールを備えています。 

Autodesk Inventor のチューブ ＆パイプは、アセンブリ設計のアドインです。固定パイプやベント チューブ、フレキシブル ホースのルート作成機能を備えた設計ツールを、機械アセンブリ設計や製品設計で利用できます。

 

Autodesk Inventor のフレーム ジェネレータは、アセンブリ環境と溶接環境で使用できるツールです。機械の内部フレームと外部フレームのアセンブリを作成できます。

 

Autodesk Fusion

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。

製品の詳細情報
Inventor

3D 機械設計、シミュレーション、ビジュアライゼーション、ドキュメント作成用のプロフェッショナル レベルの製品設計ツールです。

製品の詳細情報

パラメトリック モデリング ソフトウェアのリソース

パラメトリック モデリングについて、段階的に学習できるチュートリアルです。キャンバス イメージの使い方、スケッチにエッジを投影する方法、スケッチ平面の作成方法、外観や物理マテリアルの適用方法などをひとつずつ学べます。

 

Autodesk Fusion のスケッチ、ソリッド モデリング、パラメトリック モデリングの機能を使用して、積層造形用のモデルを作成、修正する方法を学習します。

 

Autodesk Fusion のパラメトリック モデリング機能の利点を簡単にまとめたブログ記事です。

 

設計作業においては、好みのワークフローに柔軟に対応可能なツールを使用することが重要です。このブログでは、パラメトリック モデリングとダイレクト モデリングの違いと、それぞれの手法を Autodesk Fusion でどう使い分けるかを解説しています。

 

「パラメトリック デザイン プロセス」という用語の意味を深掘りするとともに、現代の建築設計者がこの手法をどうとらえているか、未来の建築設計にどのような影響をもたらすかを解説します。

 

木工の 3D 設計ソフトウェアやパラメトリック　デザイン機能を活用した最新の家具設計プロセスについて解説します。

 

パラメトリック モデリング ソフトウェアに関するよくある質問（FAQ）

パラメトリック モデリング ソフトウェアと非パラメトリック モデリング ソフトウェアにはどのような違いがありますか?

パラメトリック モデリングでは、数学的なパラメーターや関数を使用してデータ ポイント間の関係を定義します。データの分布や関係に、特定の関数形式を用いることが前提となっています。非パラメトリック モデリングでは、データの分布や関係に特定の関数形式を使用することはありません。そのため、より柔軟に複雑なパターンを作成できます。また、定義済みの前提条件に左右されません。

パラメトリック モデリングとダイレクト モデリングの違いを教えてください。

パラメトリック モデリングは、フィーチャーベースのアプローチです。パラメーター、拘束、ジオメトリ要素間の関係を定義することで、3D モデルを作成および修正します。ダイレクト モデリングは、パラメーター、拘束、履歴ツリーを使用せず、ジオメトリを直接操作することで 3D モデルを作成および修正するアプローチです。

CAD とパラメトリック モデリングの違いを教えてください。

CAD（コンピューター支援設計）とは、コンピューター ソフトウェアを使用して 2D や 3D のデジタル モデルを作成・修正・解析する手法です。パラメトリック モデリングは、CAD ソフトウェアでモデルを作成・修正するための手法またはアプローチのひとつです。 

パラメトリック モデリング ソフトウェアで、実際の環境における状態をシミュレーションすることはできますか?

本来、パラメトリック モデリング自体にシミュレーション機能は含まれていません。ただし、パラメトリック モデリング ソフトウェアの多くにシミュレーション ツールが組み込まれていたり、実環境における状態を解析/シミュレーションできるシミュレーション モジュールが提供されます。設計者やエンジニアは、このシミュレーション機能を使用して、パラメトリック モデルのパフォーマンス、挙動、反応をさまざまな条件下で評価することができます。

パラメトリック モデリング ソフトウェアで、設計の変更はどのように処理されますか?

パラメトリック モデルでは、パラメーター、拘束、さまざまなモデル要素間の関係を定義することで、設計意図を設計に反映させます。設計に変更を加えると、意図する関係が保持されたままモデルが自動更新されるため、設計意図をそのまま維持することができます。

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