トップ3DプリンターCADソフトウェアオプション
イントロ
機械加工、鍛造、鋳造、スタンピングと同様に、3D印刷は同じ場所、つまり最終部品の設計から始まります。従来の製造と同様に、積層造形は、部品の製造の主要コンポーネントとしてコンピューター支援設計（CAD）モデルに依存しています。
CADパッケージの要件
ほとんどのCADパッケージでは、積層造形で使用するモデルを作成できますが、特定の機能に進む前に確認する必要のある重要な機能がいくつかあります。
最初のそして最も重要な側面は、3Dモデルを生成する機能です。一部のソフトウェアは、印刷、図面、またはその他の2Dデザイン用に特別に設計されており、完全なモデルを生成する機能がありません。適切なCADパッケージを使用すると、3Dサーフェスをパラメトリックまたは直接モデリングできるため、最も一般的な3D印刷ファイルであるSTLに簡単にエクスポートできます。
ネイティブCADデザインをSTLファイルにエクスポートする機能は、ほぼすべての3Dプリンターに必要です。 STL（「ステレオリソグラフィー」の略）ファイルは、CADモデルを三角形の表面と平面に変換/エクスポートしたもので、自動工作機械に最も広く採用されているコンピューター支援製造（CAM）言語であるGコードに一般的に解釈されます。デザインに一致するSTLを生成することは、3Dプリントを成功させるために不可欠です。これについては、以下で詳しく説明します。
3DモデリングとSTLの生成の両方の要件の外に、いくつかのCADパッケージに含まれている他の多くの「便利なもの」があり、積層造形の準備を容易にし、付加価値を高めます。 SolidWorks用の3DXpert、Fusion 360用のNetfabb、Siemens NX用の3YOURMINDなどの例は、一部の変換手順を削除したり、ネイティブアプリケーション自体からプリンターに直接印刷したりできるアドオンやプラグインです。
STLファイルとは何ですか？
STL（Stereolithography）ファイルは、「StandardTriangleLanguage」または「StandardTessellationLanguage」と呼ばれることもあり、1987年に3D Systemsによって作成され、業界全体の3Dプリンターのモデルの標準ファイルとして広く採用されています。これらのファイルはネイティブCADファイルからのエクスポートであり、「3次元デカルト座標系を使用した三角形の単位法線と頂点（右手の法則で並べ替え）による生の非構造化三角形分割サーフェス」を記述しています[Wikipedia、「STL（ファイルフォーマット）」、2019]。簡単に言うと、STLは、CADモデルを三角形のセットに近似したものであり、スプライン、p線、円弧、押し出し、スイープなどのフィーチャを三角形の単純なものと合成物に変換します。
STLの変換
各CADソフトウェアには、STLをエクスポートするためのさまざまな構成オプションと機能がありますが、各ソリューションに共通し、注意を払うことが重要なことがいくつかあります。
- バイナリ/ ASCII-両方の形式のエンコーディングには大きな違いがありますが、基本的にバイナリとASCIIは機能的に類似していますが、バイナリファイルははるかに小さい傾向があり、処理能力はほとんどのスライスソフトウェア。特に必要な場合を除いて、ファイルサイズが小さいため、通常はバイナリが推奨されます。
- 単位 -STLファイルの定義には、測定単位は含まれていません。モデルをエクスポートするときは、ネイティブCADの単位と、プリンター/スライスソフトウェアの予想される単位の両方に注意してください。ほとんどのスライシングソフトウェアにはユニットの構成がありますが、デフォルトで最も一般的な展開ではミリメートル（mm）が必要です。
- 解決策 -これはCADパッケージ間で最も多様な属性になりますが、一般的な目標は、最小公差/偏差が3Dプリンターが生成できる最高の機能よりも小さいことを確認することです。たとえば、3Dプリンターが生成できる最高の解像度が100ミクロンの場合、STLは、直径、角度、テッセレーションセクションなどに対して100ミクロン以内の許容誤差を持つ必要があります。
他の属性もありますが（たとえば、色をSTLに含めることができます）、ネイティブCADを表すSTLを生成するには、上記の点に注意する必要があります。
一般的な業界CADソリューション
製造、エンジニアリング、および設計業界では、一般的に使用されるCADパッケージが多数あります。業界やユースケースに固有のものもありますが、多くは業種とアプリケーションの間で一般的です。以下は、企業や製造業務で一般的に使用される多くの一般的に使用されるCADアプリケーションのほんの一部です。
SolidWorks
SolidWorksは、1995年に発売され、1997年にダッソーに買収されました。エンジニアリング、製造、設計で最も普及しているCADパッケージの1つです。出版社によると、入手可能なパラメトリックCADパッケージを最も簡単に習得できるものの1つとして、「2013年の時点で165,000社を超える企業の200万人を超えるエンジニアと設計者がSolidWorksを使用していました」とのことです。コアCADパッケージに加えて、SolidWorksは、シミュレーション、特定の業界、およびレンダリング/グラフィックデザイン用の多数の追加の製品とモジュールを提供します。
DassaultSystèmesCATIA
CATIAは、1977年にダッソー独自の防衛/航空宇宙アプリケーション向けの設計プラットフォームとして作成されたもので、航空宇宙、自動車、および産業機器の設計で多用されているエンタープライズ規模のソフトウェアです。 40年以上の歴史を持つCATIAは、CADからCAMまでの統合サポートを備えた、成熟した機能豊富なPLMソリューションです。
Autodesk Fusion 360
2013年に最初にリリースされAutodeskによって公開されたFusion360は、3D中心のCADリリース（Autodeskの従来のAutoCADとは対照的）であり、MacOSXとWindows7 / 8/10のネイティブバージョンと無料バージョンの両方で差別化されています愛好家、学生、インストラクターが利用できます。 Dassaultの製品と同様に、Fusion 360は、オートデスクの他の多数のソリューションとアドオンにアクセスできるというメリットがあります。
クレオ
以前はWildfireおよびPro / Eとして知られていたCreoは、1987年に発売された最初の3D CADソリューションの1つです。PTCによって公開されたCreoは、最初のルールベースの制約（パラメトリック）3Dモデリングシステムに基づいて構築されています。現在、Creoは、アセンブリモデリング、FEA、直接/表面モデリング、およびツール設計機能を提供するPTCの10のアプリケーションスイートの一部です。
Siemens NX
SiemensNXは元々UnigraphicsNXであり、2007年にSiemensに買収されました。これは、直接モデリングとパラメトリックモデリングの両方を可能にするだけでなく、エンジニアリング分析とCAM機能を1つのソリューション内で直接可能にするエンタープライズ規模のソリューションです。 CAD / CAE / CAM /シミュレーション機能に加えて、NXには、特定のアプリケーションに固有の拡張機能セットを有効にするための、業界および材料に固有の多数のパッケージがあります。
オンシェイプ
2015年にリリースされたOnshapeは、完全にSaaS（Software-as-a-Service）ベースの数少ないCAD製品の1つであり、主にオンプレミスおよびハードウェア集約型ソリューションのランドスケープにおける主要な差別化要因です。 Onshapeを使用すると、ブラウザとAndroid / iOSを介してアクセスでき、サポートされているプラットフォーム全体で1つの設計で複数のユーザーがリアルタイムでコラボレーションできます。
結論
最後に、業界、企業規模、および必要な機能に応じて、市場にはCADソフトウェアの選択肢がたくさんありますが、それらのほぼすべてが、積層造形や3D印刷を介してモデルを作成し、それらを実現する機能を可能にします。愛好家や学生から企業レベルの機械および設計エンジニアまで、積層造形のメリットを享受して、実際の部品やアセンブリをこれまでになく迅速かつ簡単に製造できます。
3Dプリント