ZW3Dminiのワイヤーフレーム機能はミッドレンジCADの中でもかなり高機能です。デザインの思考錯誤をするのにとっても助かる便利機能です。

今回はスマートホンのフロントケースをイメージしてモデリングして行きます。四角い単純な形状ほど細部の緻密な造形処理が効いてきます。パラメーターで何回もやり直せるパラメトリックフィーチャCADの本領発揮です。

作図01

新規プロジェクト→オブジェクト名に「サーフェス演習_01」と入れてOK、保存します。

作図02

スイープサーフェス作成のためにパスを描きます。XY平面を右クリック→新規スケッチ(アイコン左端)、スケッチを始めます。下図のように原点から45mmのところから正接した円弧R150mmをX方向に12mm描きます。寸法は「拘束」タブの「クイック寸法」を選ぶか、スケッチモードの余白位置で右クリックすると「クイック寸法」アイコンが選べます。

X軸に正接した円弧を描くため、まず水平線を描きます。右端がY軸に拘束されるように右から描きます。近いあたりにマウスを持って行くと自動拘束がかかりY軸ぴったりに合わせてくれます。それから左側をクリックします。これも水平に自動拘束がかかります、長さは適当でかまいません。これは円弧の補助線です。水平線が描けたら右クリックします。アイコンが6個出ます、左端の「スケッチ線/補助線切替」で補助線に変換します。円弧(中心点)で補助線端点、右に20mm程度、中心の3点で円弧を描きます。補助線を事前に描いているのでここも自動拘束で接線連続な円弧が描けます。この時、寸法は気にしなくてOKです。スケッチ内では寸法をダブルクリックすれば欲しい寸法に変わります。※スケッチの決定にはマウスホイールクリックが早くて便利です。右上アイコンでOKします。

作図03

スイープサーフェス作成のためにプロファイルを描きます。YZ平面を右クリックしてスケッチモードに入ります。円弧(中心点)を使い、最初はさきほどのスケッチの端点、次に左下に適当にクリック、最後に中心をクリックします。指定の寸法にダブルクリックで修正します。寸法は「拘束」タブの「クイック寸法」を選ぶか、スケッチモードの余白位置で右クリックすると「クイック寸法」アイコンが選べます。右上アイコンでOKします。

作図04

​スイープサーフェスを作ります。スイープコマンドは指定した断面スケッチをパスカーブに沿わせて走らせる機能です。サーフェスモデリングでは良く使うコマンドです。「シェープ」タブ→スイープをクリック。プロファイルに「スケッチ2」、パスに「スケッチ1」を指定。オリエンテーションは「交際位置」「パスに接する」「最小歪み」。

作図05

スイープサーフェス作成のためにパスを描きます。XY平面を右クリックしてスケッチモードに入り、スケッチを始めます。下図のように原点から24mmのところから正接した円弧R3000mmをーY方向に30mm描きます。ここでもY軸に平行した補助線から先に描きます。指定の寸法にダブルクリックで修正します。※スケッチの決定にはマウスホイールクリックが早くて便利です。右上アイコンでOKします。

作図06

スイープサーフェス作成のためにプロファイルを描きます。XZ平面を右クリックしてスケッチモードに入ります。円弧(中心点)を使い、最初はさきほどのスケッチの端点、次に左下に適当にクリック、最後に中心をクリックします。指定の寸法にダブルクリックで修正します。右上アイコンでOKします。

作図07

​スイープサーフェスを作ります。「シェープ」タブ→スイープをクリック。プロファイルに「スケッチ4」、パスに「スケッチ3」を指定。オリエンテーションは「交際位置」「パスに接する」「最小歪み」。

スイープサーフェスで作成された2面が完成しました。

作図08

2面の間をブレンドカーブでつなぎます。「ワイヤーフレーム」タブ→「ブレンド」をクリック。つなげたい面の稜線をクリックします。この時できだけ端点に近い場所をクリックすると端点に自動吸着されます。開始点・終点とも「曲率連続」重み係数「1」

作図09

下側も同じようにつなげます。開始点・終点とも「曲率連続」重み係数「1」

作図10

2面をつなげる面を作成します。「サーフェス」タブ→「N-サイドパッチ」をクリック。「境界曲線」に面稜線・ブレンドカーブをクリックします。順番は関係ありません。「縫合せ処置」にチェックを入れます。ここにチェックを入れることで3面の要素が1面に統合されます。重要なのが設定にある「接線連続」のチェックです。ここで隣接面との正接性が付きます。リフィット「接線連続」でOKです。ここを「曲率維持」に変えることもできますが、今回は「接線連続」でかまいません。

作図11

面の連続性を見てみましょう。「インフォメーション」タブ→「フェース分析」でゼブラ表示します。曲率に問題はなさそうです。

折れがないか見てみましょう。「インフォメーション」タブ→「連続性表示」で稜線上にマウスを近づけます、すると緑の文字で折れ角度が表示されます。ベストは「0」ですが、小数点以下の小さな数字であれば大丈夫です。※こまめに保存しましょう。

サーフェスモデリングで重要な事は作成した面・面接合に問題がないか、ちゃんと計測する機能が備わっているかです。見た目で綺麗に見えても小さな折れや面のシワがあると後工程、製品製造には使えません。ローエンドCADと呼ばれるものはこの「計測」コマンドがほとんど備わっていません。一度、金型を製作すると数百万円という額がかかります。「作ってから失敗に気付く」となると大損害です。CAD選定には重要な判断基準です。

作図12

スイープサーフェス作成のためにプロファイルを描きます。YZ平面を右クリックしてスケッチモードに入ります。円弧(中心点)を使い、最初はサーフェスの端点、次に左下に適当にクリック、最後に中心をクリックします。指定の寸法にダブルクリックで修正します。右上アイコンでOKします。

作図13

スイープサーフェス作成のためにパスを描きます。今回は作成済みのサーフェス境界線を使います。「ワイヤーフレーム」タブ→「エッジ」で3つの面の稜線を順にクリックしてOKします。

作図14

作成したエッジカーブは3つに分かれています、これを1本化します。「ワイヤーフレーム」タブ→「連結」で3要素をクリックしてOK。設定は「接線連続」「接点維持」これで1本化されました。

作図15

スイープサーフェスを作成します。「シェープ」タブ→「スイープ」をクリック。「プロファイル」にスケッチ5、「パス」に1本化したカーブを指定します。オリエンテーションは「交差位置」「パスに接する」「最小歪み」でOK。

作図16

2つのサーフェスを1つに縫合します。「サーフェス」タブ→「編合せ」をクリック。「フェース」に2つのサーフェスを指定してOK。

作図17

縫合したサーフェスでソリッドを「トリム」して行きます。XZ平面を右クリックしてスケッチモードに入ります。スケッチ「矩形」(コーナ)で原点をクリック、右下に適当にクリックして矩形を作ります。

左上は原点に拘束されていますが、右下はフリーのままです。右下も拘束させます。「拘束」タブ→「拘束追加」で1点目は矩形右下点、2点目はサーフェスの下​をクリックしてOK。

このようなスケッチが描けました。※こまめに保存しましょう。

作図18

スケッチを「押出し」で立体にします。「シェープ」タブ→「押出し」、「押出しタイプ→片面 、「終了」→60を入力してOK。

作図19

サーフェスでソリッドをカットします。「シェープ」タブ→「トリム」をクリック、シェープ→ソリッド、トリム要素→サーフェスを指定します。この時、2つの要素が重なっているので選択が難しくなります。今回は選択フィルタを使っても、やりずらいので別の方法で選択します。トリム要素をまずクリックして、マネージャ2段目の履歴管理を表示させます。サーフェスフォルダ内のサーフェスをクリックします。これでまずトリム要素が決定しました。

次にシェープ側の選択です。1段目に戻りシェープとして立体をクリックします、それでOK。黄色矢印が外側を向いていると外側が残ります。逆にするには「残す側を反転」にチェックします。

このようになればOKです。うまく出来ない場合、立体を作成したスケッチが上手く拘束されていない可能性があります。左上が原点、右下がサーフェス端点に拘束されるように修正してください。

作図20

シェルコマンドで中身をくり抜きます。「シェープ」タブ→「シェル」をクリック。シェープにソリッドを、厚さにー1.8、開口面は画面グレーの三箇所を選択してOK。

このようになればOKです。厚み1.8mmのケース筺体の4分の1が完成です。

作図21

ミラーコマンドで完成させます。ミラーコマンドには「ミラージオメトリ」と「フィチャーミラー」の2種類あります。「ミラージオメトリ」は作成したサーフェス・ソリッドをミラー反転したい時に使います。「フィーチャーミラー」は押出し(ブーリアン単独/差)で作ったボスやリブ、穴などをミラー反転したい時に使います。今回は「ミラージオメトリ」を使います。

「シェープ」タブ→「ミラージオメトリ」をクリックします。要素→ソリッド、平面→XZ、ブーリアン→和、設定→コピー、アソシエイティブコピーにチェックをしてOK。

このようになればOKです。アソシエイティブコピーは関連性を持ったコピーです。このチェックをはずすとフィーチャ再編集で変更が追随しなくなります。基本はチェックしたままでOKです。

作図22

もう一度「ミラージオメトリ」します。こんどはYZ平面でミラーします。

作図23

角R部分のデザインのアレンジをして行きます。コントロール+十字キー↑で上面ビューにします。

作図24

履歴管理マネージャから「ワイヤーフレーム2」の箇所で右クリックします。アイコン左端に「再定義」が出るのでクリック。※こまめに保存しましょう。

作図25

「曲率連続」はそのままで重み係数を1.3に変えます。

このように即座にデザインが変化します。パラメトリックフィーチャと呼ばれるCADの成せる技ですね。

作図26

全体形状の曲率を見てみましょう。「インフォメーション」タブ→「曲率表示」をクリック。外形稜線を順にクリックしていきます。

全体形状の曲率を見てみましょう。「インフォメーション」タブ→「曲率表示」をクリック。外形稜線を順にクリックしていきます。

上面ビューにして全体を見ます。曲率が連続したサーフェスで構成されているのが理解できます。