ZW3Dminiのロフト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。

今回は電気ポットのアッパーケースをイメージしてモデリングして行きます。パラメータ処理で作成出来る様々なフィレット、C面。曲率連続が保証されているので量産射出成型部品の金型データとして使えます。

作図01

新規プロジェクト→オブジェクト名に「ポットヘッド」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)。

作図03

ポットを上面からみた外形シルエットを描きます。大小2つの円弧をスケッチします。

作図04

まず大きな円弧から始めます。円弧をスケッチする場合、ガイドとなる補助線を先に描きます。直線を原点から上に1本、右へ1本、右クリックで補助線に変換します。Y軸から左へ水平線を引き補助線化します。これが円弧を正接拘束させます。3点円弧で原点を中心とした円弧を描きます。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。

作図05

次に小さな円弧を描きます。原点から下へ1本、Y軸から左へ水平線を引き補助線化します。これが円弧を正接拘束させます。円弧の中心になるようY軸から右下へ直線を引き補助線化します。3点円弧で描きます。右上アイコンでOKします。

作図06

先に描いたスケッチの円弧と円弧を曲率連続したカーブでつなぎます。「ワイヤーフレーム」タブ→「ブレンド」で最初は小さい円弧の端点、次に大きな円弧の端点をクリックします。すると自動的にワイヤーフレームが作成されます。図のように指示し、OKをクリック。

作図07

つぎに3つのカーブを1本します。「ワイヤーフレーム」タブ→「連結」で3つを選択します。図のように指示し、OKをクリック。

作図08

ポットヘッドの側面にあたる面をスイープで作成します。YZ平面を右クリック→新規スケッチ(アイコン左端)。大きな円弧の端点から右下に直線を描き、補助線化します。三点円弧を描きます、補助線に自動拘束がつきますので反対側は適当な位置でクリックします。最後に寸法を入れて整えます。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09

「シェープ」タブ→「スイープ」をクリックします。図のように指定してOKをクリック。

このようになります。

作図10

スイープ面の面評価をします。「ワイヤーフレーム」タブ→「アイソ曲線」をクリック。基本入力→個数指定にしてUを5、Vを9にします。

「ワイヤーフレーム」フォルダに新しくワイヤーフレームが入っています。

作図11

そのワイヤーフレームを選択し右クリックします、アイコン4段目の「曲率表示」をクリックします。

図のように面から抽出されたワイヤーフレームに対して「曲率コーム」が生成されました。この曲率コームはCADプログラムではよく見られるサーフェス評価の代表です。作成したサーフェスの状態が一目で理解できます。このコーム(くし歯)に段差があるとそこには曲率ギャップが生まれて変な影のような見え方が発生するのです。※こまめに保存しましょう。

作図12

曲率コームの大きさを変えるにはワイヤーを選択し、右クリックして曲率表示に下にある「曲率スケール変更」で調整します。ワイヤーを選択し右クリック「要素ブランク」で非表示にします。

作図13

次にポットヘッドの天面になるサーフェスを作ります。大きな円弧側は90度の回転面で作成します。YZ平面を右クリック→新規スケッチ(アイコン左端)。Y軸から左へ水平線を描き補助線化。3点円弧で図のようにスケッチします。右上アイコンでOKします。

作図14

「シェープ」タブ→「回転」をクリック。図のように入力してOK。回転軸を選ぶ時はZ軸の原点より下をクリックすると自動拘束でブルー下矢印が選択できます。先に作ったサーフェスを非表示にします(サーフェスフォルダ内で表示/非表示できます)。

作図15

前側に連続するスイープ面のパスとなるガイドを作ります。YZ平面を右クリック→新規スケッチ(アイコン左端)。三点円弧で図のように円弧をスケッチします。左端は原点と水平拘束しています。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16

回転面と先ほどのスケッチ間にブレンドカーブを描きます。「ワイヤーフレーム」タブ→「ブレンド」をクリック。スケッチの端点と回転面の稜線端点をクリックします。図のように指定します。

作図17

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」をクリックします。図のように選択してOKします。

このような面が作成できました。ブルーの破線は開いたエッジ、クロの実線は縫合されたエッジを表しています。※こまめに保存しましょう。

作図18

ポットヘッドのベースとなるソリッド立体を作ります。YZ平面を右クリック→新規スケッチ(アイコン左端)。図のように作図します。

作図19

「シェープ」タブ→「押出し」でスケッチを押出しソリッドを作成します。片面、100でOK。

作図20

非表示しておいたサーフェスを表示します。

このサーフェスでソリッドをトリムします。「シェープ」タブ→「トリム」をクリック。図のように選択します。黄色の矢印を残したい方に向けます。残す側を反転にチェックをします、そしてOK。

作図21

このようになります。

このようになります。

トリムに使ったサーフェスは非表示にしておきます。

作図22

天面側をトリムします。「シェープ」タブ→「トリム」で図のように指定します。そして、OK。

使用したサーフェスを非表示にします、このようになります。※こまめに保存しましょう。

作図23

稜線にフィレットを付けます。「シェープ」タブ→「フィレット」をクリック、2つのエッジを選択して半径15でOK。※ZW3Dでは接線連続した稜線でも連続したフィレットはかかりません。連続させるにはシフトキーを押しながら選択します。

作図24

曲率の状態を見ます。「インフォメーション」タブ→「フェース分析」をクリック。アイコン右から2番目の「半径チェック」にします。図のように指定します、そしてOK。フィレットの面と隣接する面の色がハッキリを分かれています。これは曲率が大きく変わっているという状態を表しています。

フェース分析を元にもどすには画面中央上のアイコンから「ワイヤーフレーム」→「シェード」で切り替えると戻ります。

作図25

フィレット面とセンター面を除去します。3面を選択して「Delete」キーで除去します。除去された面はソリッドではなくなるのでソリッドフォルダが消えてサーフェスフォルダに移動します。

作図26

除去したフィレット箇所に今度は「曲率連続したフィレット」を作成します。「シェープ」タブ→「ロフト」、プロファイルに稜線箇所を図のように2つ選択します。ブーリアン→単独、境界拘束は「曲率維持」「垂直」「重み0」「スケール1」でOK。

このようになります。

「コントロール+十字キー→」で右側面ビューにし、フィレットを拡大します。フィレット中央がフラット気味になり円弧イメージではありません。

作図27

履歴管理マネージャから「ロフト」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。

作図28

重み→0.25、スケール→0.5に修正してOK。

自然なフィレットになりました。

作図29

曲率の状態を見ましょう。「インフォメーション」タブ→「フェース分析」をクリック。さきほどのパラメータが残っています。フィレット部が綺麗なグラデーションになりました。これで曲率連続フィレットになります。

「×」にしてシェード画面に戻ります。

作図30

前側にもロフトサーフェスを作ります。プロファイルに2稜線を選択し、境界拘束は同じ設定でOK。

作図31

「フェース分析」して曲率を確認します。前側も綺麗な曲率連続フィレットができました。

作図32

開口部に平面サーフェスを作成します。この時もN-サイドパッチで作ります。「サーフェス」タブ→「N-サイドパッチ」をクリック。開口部の稜線を全て選択してOK。このとき「縫合せ処置」「接線連続」のチェックははずしておきます。

このようになります。

作図33

複数サーフェスを1つに縫合します。開いたエッジのない状態であればサーフェスの集合でソリッド作成できます。「サーフェス」タブ→「縫合せ」をクリック。全てのサーフェスを選択して、「重複フェース縫合せ」「強制ソリッド化」両方にチェックを入れてOK。

作図34

ミラー化して完成させます。「シェープ」タブ→「ミラージオメトリ」をクリック。図のように指定しYZ平面でミラー化します。

このようになります。※こまめに保存しましょう。

作図35

最後にシェル化しましょう。「シェープ」ツール→「シェル」をクリック。シェープ→ソリッドを、厚さ→ー(マイナス)1.8、開口面→底面でOKします。

完成しました。保存しておきましょう。

作図36

「ロフト」機能では滑らかなフィレット形状だけではなく、パラメーターによる変化が可能です。試してみましょう。ロフトの下位置までヒストリーラインをドラッグします。するとさきほどの状態まで形状が変わります。パラメトリックフィーチャーCAD(履歴機能のあるCAD)のいちばんの醍醐味はこのように時間をさかのぼって作業できることです。普通このように履歴をさかのぼる事を「ロールバック」と言います。逆に履歴を進める事を「ロールフォアード」と言います。

作図37

「ロフト」を右クリックして再定義します。

作図38

重みをー0.1、スケールを15に修正しOK。

作図39

前側ロフトも重みをー0.1、スケールを15に修正しOK。

このようになります。

作図40

ヒストリーラインを下までドラッグして完成です。

作図41

右側面ビューで見ます。フィレットというより円弧断面のC面のようになります。

作図42

この面にアイソ曲線を生成して曲率コームを見ましょう。「ワイヤーフレーム」タブ→「アイソ曲線」をクリック。アイコン右端の「個数指定」U→10、V→3でOK。

作図43

生成されたワイヤーフレームを選択し右クリック「曲率表示」させる。

曲率コームが表示される。CADの計算によって生成されているので美しい曲率変化のサーフェスが生成されます。

作図44

生成されたワイヤーフレームを非表示します。全て選択後「要素ブランク」します。

これで完成です。保存します。