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ブログ テクニカルチップ:3Dメッシュの編集及び加工

この記事では、RhinoCAMの2つのモジュール、RhinoCAM-MESHとRhinoCAM-MILLの使用法について説明します。RhinoCAM-MESHモジュールには、様々な反射や曲率の比較技術によりメッシュモデルを点検することを可能にする、点検&変更コマンド(下図)が含まれています。さらに、このメニューには「メッシュの削減」、「再メッシュ」、「スムースメッシュ」などのメッシュの修正コマンドも含まれています。メッシュの削減コマンドは、彫刻デザインプロセスにおいて何百万ものポリゴンを生成するZBrushのようなプログラムのモデルを扱うときに非常に便利です。

ミシガン州コビントンにあるLohmann Woodcarving Companyの所有者/運営者であるJim Lohmannは、「最大偏差でメッシュの削減処理を行うと、ZBrushまたはRhinoのメッシュデシメーションツールよりも良い結果が得られる」と述べています。

6インチx 6インチのロゼットサンプルはZBrushでデザインされ、Rhinoで開いたときには合計187万個のポリゴンで構成されていました。RhinoCAM-MESHモジュールは、オリジナルのメッシュモデルから130万以上のポリゴンを削除しました。また、元のモデルの精度も0.0015インチの最大偏差内に維持され、下の表や画像で示すように品質や精度を犠牲にすることなくRhinoCAM-MESHにより、ポリゴンの削減を行う事が出来ました。マホガニーから機械加工された実際のロゼットが右上の画像になります。

RhinoCAM-MESHブラウザとメッシュの削減オプションダイアログ

ZBrushで作製された6×6インチのメッシュデータをRhinoで開くと、187万個のポリゴンで構成されています。

RhinoCAM-MESHを使用し、0.0015インチの許容偏差でメッシュを70%削減し、57万ポリゴンまで減らしました。

RhinoCAM-MESHの利点

今回の事例では、RhinoCAM-MESHモジュールを使用することで以下の利点が実現されました。

1.パフォーマンスの向上による時間の節約:メッシュモデルは、下流工程でメッシュデータを扱うために重要な要素です。最大偏差によるメッシュの縮小コマンドは、元のメッシュの密度の70%を削除し、RhinoとRhinoCAMの両方でパーツをより簡単に操作および処理できるようにしました。
2.高い精度を実現:最大偏差によるメッシュの削減コマンドを使用すると、部品および加工プロセスに許容される偏差量を定義できます。今回のケースでは、0.0015インチの最大偏差にて実行しました。

RhinoCAM-MILLのツールパス

6インチロゼットメッシュモデルは、RhinoCAM-MILLモジュールにある以下のツールパスを使用して加工されました。Machining Jobツリーが右側に表示されています。各ツールパスは、以下の図にも示されています。

等高線荒加工:荒加工は、1/8インチのフラットエンドミルを用いて14.667インチ/分の切削送り速度で行い、部品には0.025インチの残し代を確保しました。オフセットカットパターンは、ツール直径の40%、すなわちキャビティ/ポケット領域で0.05インチ、コア/フェイシング領域で25%のステップオーバーのミックスカット方向にて設定しました。ステップダウンは、深さ優先の切削順序と円弧近似を有効にした状態で10度の傾斜入力で0.125インチに設定しました。下のツールパス画像では、円弧の動きが青で表示されています。
スパイラル加工:仕上げ加工は、1/16インチのボールエンドミルを使用し、許容量ゼロ、アップカット方向、およびステップオーバー0.01インチで、スパイラル方式で行っています。この方法は円形のフィーチャーを持つ部品に最適で、部品の水平に近い部分での材料除去を最大にします。
等高線仕上げ加工:等高線仕上げ加工を行います。これは、部品の垂直に近い領域での材料除去を最大限にするのに最適です。この場合も、在庫許容量はゼロに設定され、カット方向は0.01インチのステップオーバーでアップカットを行うように設定されています。

メッシュ削減

ストックモデル

等高線荒加工

加工シミュレーション

スパイラル加工

加工シミュレーション

等高線仕上げ加工

加工シミュレーション

ZBrushで作製した3Dモデル

RhinoCAMのツールパスを使用した実際の6インチ加工部品