Fusion 360マスター：サーフェスモデリングを活用した複雑形状加工

「サーフェスを使って他のサーフェスを加工するなんて、どうやるの？」と疑問に思われるかもしれません。Fusion 360の多くの機能がユーザーによって十分に活用されていないことを承知しています。これは各環境の知識不足、あるいはそれらを組み合わせるメリットを知らないことが原因かもしれません。この理由から、このブログではサーフェスを使用して複雑な形状を加工する方法、具体的にはツールパスを制限する方法を説明します。

サーフェス環境：便利なツール

サーフェスを使用して複雑な形状を加工する際、多くの人が最も懸念するのは、良い結果を得るために必要なサーフェスモデリングの手順です。ここで私が使用する（そしてあなたも使用すべき）コマンドのリストを紹介します：

パッチ（PATCH）： パッチコマンドは、エッジまたはエッジの選択群で境界づけられたサーフェスを作成します。パッチコマンドを選択し、エッジを選択するだけでパッチが形成されます。

オフセット（OFFSET）： サーフェスをオフセットすると、指定距離でそのサーフェスの複製が作成されます。この場合、ソリッドモデルを変更せずに複製サーフェスを作成するためにオフセットを使用できます。

スティッチ（STITCH）： スティッチコマンドの使用は必須ではありませんが、製造ワークスペースでの適用を容易にします。2つのサーフェスをスティッチすると（交差していると仮定）、それらが結合され、ツールパス内で参照する際に単一選択で済むようになります。

それでは、2つの具体的な例を見てみましょう。

事例1：プリズマチックな2.5D部品の穴加工にサーフェスを活用

上記モデルを見てください。3Dアダプティブクリアリングツールパスで荒取りしたいとします。デフォルトでは、工具が上面の穴に入り込もうとします。「キャビティを加工」のチェックを外せば防げますが、必要な柔軟性が得られません。下図のサーフェスは、前述のコマンドを使って作成しました。穴をパッチし、面をオフセットし、それらをスティッチして、すべての穴を覆う2つのサーフェスを作成。製造ワークスペースに戻り、ツールパス設定のジオメトリタブでサーフェスを参照。モデル横のチェックボックスをオンにし、「モデルサーフェス」選択で両方のサーフェスを選択することで、ツールパスがサーフェスを尊重し、穴を無視するようになりました。その後、穴加工にはドリル操作を使用できます。

事例2：リセス（窪み）を回避する

上記モデルは、複雑な内部サーフェスを持つ窪みの円形パターンを特徴としています。ドーム状の上面は通常、スキャロップツールパスに適しています。しかし、デフォルトのツールパスは窪みに食い込んでしまい、期待するきれいなスパイラルになりません。これは明らかに結果と効率の低下を招きます。私が想定していたツールパスを得るために、前述と同じワークフローで上面に連続したサーフェスをパッチ、オフセット、スティッチで作成。これを製造ワークスペースに持ち帰り、ツールパス設定のジオメトリタブで参照。複雑な内部サーフェスは、より小さな工具と細かいステップオーバーで仕上げ加工することで、はるかに良い結果が得られました。

ボーナスヒント：エクステンド機能でエッジ条件を改善

ここでもサーフェスを活用し、加工結果をさらに改善する小さなボーナスワークフローを紹介します！ボールエンドミルの形状のため、加工面にリッジ（カスプ）が残ることがよくあります。これは面のエッジで頻繁に発生します。ツールパスがエンドミルの曲率を考慮せず、中心を底面エッジに置くだけだからです。

幸い、エクステンドコマンドでサーフェスを簡単に延長できます。目的のエッジを選択し、延長値を入力するだけです。上記のように延長サーフェスを参照してツールパスを再生成すると、ツールパスがそのエッジを越えて継続し、カスプが除去されます。結果として、よりクリーンなエッジをフライス加工できます。

結論

Fusion 360のような統合ソフトウェアを使用する際、異なる、あるいは型破りな方法でツールを活用する方法を考えることが重要です。サーフェス環境を使用して参照サーフェスを簡単に作成できることは、より複雑で困難な機能に触れることなく、製造プロセスにおけるより大きな制御を可能にします。この記事があなたの製造ワークフローを洗練させ、より大きな制御を可能にする一助となれば幸いです。

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