本連載ではこれまでの6回にわたり、設計と設計情報の伝達・見える化の観点から、2次元設計と3次元設計の違い及び、現状の3次元設計の実際を検証した上で、3次元設計が抱える課題を明確にしてきた。ここからはいよいよ、この課題の解決を図るべく進められている3次元図面構想の内容に迫ってゆく。
製品特性を
3次元空間で定義すること
前回に示した3次元設計の一つ目の大きな課題は「製品特性を3次元空間で定義すること」であり、これはさらに三つの課題に整理された。①の製品特性を3次元空間のモデルに直接定義する設計手法の確立には、製品特性の表記法の選択と判断がある。すなわち、従来の2次元投影線図に描かれた図形の端点や辺を対象とした寸法定義を、そのまま3次元モデルの形状の頂点や稜線を対象に行なう方法と、立体の製品特性としてその形状、位置、姿勢などをより明確にする幾何特性の定義を意欲的に行なう方法である。後者の幾何特性の定義は特にわが国ではあまり馴染みがないといわれる。したがって、当面は従来通りの手法として3次元モデルの形状の頂点間の寸法定義等を主体に製品特性を定義することが想定される。ただし、2次元投影線図の図形の端点をピックして寸法を定義する従来の感覚で、3次元モデルの形状の頂点をピックして寸法定義をしようとすると、はたしてこれで良いものか、面と面の関係やその形状のばらつきはどうなるのかなどの、2次元投影線図上の定義では意識しなかった点に違和感を覚えるかもしれない。この違和感を解決するのが幾何公差に代表される幾何特性仕様の表記法である。
図1 製品特性を3次元空間で定義すること
寸法公差と幾何公差
これまで、わが国の幾何特性仕様に関する知識や必要性の意識等は諸外国に比べて低いと言われているところであり、このような幾何特性仕様のGPS規格等による表記法が、今後のグローバルなビジネス展開において要件となる場面が多くなると予想される。しかし、従来の寸法公差主体の図面によってモノづくりを成立させてきたわが国の生産側の品質や精度の高さがあることも事実であり、幾何特性仕様の表記がなければモノづくりがただちに物理的に停止してしまうようなことはない。したがって、設計要求と各種規制の係わりによって幾何特性仕様の表記の必要性を個々に判断して対応することが賢明と考えられる。少なくとも、3次元図面構想の展開の中において、対応できるツールの環境を整えた上で幾何特性仕様の表記の普及を図ることは望ましいが、3次元図面を運用する際の必須要件に含める必要はないと考える。わが国の実情からして、幾何特性仕様の普及のためには、モノづくりにかかわる人たちに、その必要性の理解と知識の習得、実践の方法等の教育から始めなければならないなど、その壁は相当に高いと思われる。したがって、急がれる3次元図面構想の具体化とは切り離して臨む必要がある。
