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三次元スキャナから解析メッシュを作成

さまざまな離散形状データ

現在のCAEにおいて三次元CADの形状データを活用することは一般的になっています。

しかし、リバースエンジニアリングや、試作品の製造誤差の確認、生体データのモデリングなど、もともとCADがない場合もあります。その上、医療画像データ(DICOMデータなど)や三次元測定器からのデータ(STLなど)(以下、ポリゴンと表現します)からCADデータを作成し、解析モデルにするのに膨大な時間がかかる場合があります。

特に、ポリゴンからCADデータを作成するのは大変です。

そこで、CADデータを作成せずに、これらのポリゴンから直接解析モデル(3Dメッシュ)を作成し、シミュレーションを実行することができたらいかがでしょうか? (図1は、大腿骨のポリゴン)



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図1.医療用画像から生成された大腿骨のポリゴン



不具合のある形状データ

一般に計測データは、計測点の集合(点群)として扱われます。次に点群からポリゴン形状を構築します。
通常の方法では、ポリゴンからサーフェスモデル、さらにソリッドモデルを経てメッシュ作成を行います。

ポリゴンデータは計測の解像度の問題等により、「飛び地」、「穴」、「隙間」などの欠損に遭遇することが多々あります。 これらはCAEを行う上で障害になることが多く、ポリゴンからサーフェスモデルを作成するプロセスでは、形状もしくはメッシュで適切に修正する必要があります。



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図2.穴のある形状

またサーフェスモデルからソリッドモデルをスムーズに作成するためにはエッヂや面を認識することにも苦労することがあります。また自動化が難しい工程です。高い精度が求められるため、多くの時間と経費が必要となります。データ容量も、十倍から数十倍になることもあります。




ポリゴンデータから直接メッシュを作成する方法

一般に計測データは、計測点の集合(点群)として扱われます。次に点群からポリゴン形状を構築します。このあたりはいろいろなソフトや手法があります。

通常解析モデルを作成したい場合、ポリゴンからサーフェスモデル、さらにソリッドモデルなどのCADデータを経て、解析モデル(3Dメッシュ)の作成を行います。

ここで、ポリゴンからサーフェスモデルを作成するプロセスは自動化が難しい部分です。またその後のサーフェスモデルからソリッドモデルを作成するプロセスをスムーズに行うために、高い精度が求められるため、多くの時間と経費が必要となります。

今回ご紹介する方法では、ポリゴンから直接3Dメッシュ作成を行えるため、大幅に工数を削減することが可能です。



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本手法の詳細は、下記より資料(計14ページ)をダウンロードしてご確認ください。



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