採掘における 3D スキャン技術の利点

 近年、トンネルや橋など大規模な設備の災害に備えた保守点検や補修の効率性の需要は高まっています。作業者の安全確保の観点からも、こうした現場での3D スキャン技術の利用が着目されています。今回は鉱山採掘現場を例に取り、「効率」「精度」「柔軟性」「継続性」「安全性」の5つの観点から、土木建築現場での3Dスキャナの利点を紹介します。

トンネル採掘内部のスキャン

効率

何と言っても従来の測量方法と比較して圧倒的な速度でのデータ取得が可能です。測量器具を移動させてまわることなく、広範囲の周囲を点群情報として一気に取り込みます。またスキャンして得たデジタルデータは、後で現場に戻ることなく分析できるため、後戻りが減り、全体的なダウンタイムを削減します。

精度

3D スキャナーは、何百万ものデータ点で環境をまるごと「写し取り」、高精度の 3D モデルを作成します。現物を写したこの 3D データは、鉱山や設備の実際の状態を表します。経年劣化や重要な変化を察知するための分析に使用でき、補修が必要な場合の3Dモデルを再設計・修正に利用できます。

柔軟性

3D スキャンは人の手で地上から撮影するだけではなく。ドローン、トロリー、ロボット、車体などに取り付けて取得することができるため、人が負うリスクを最小限にすることができます。ハンディタイプなど小型なものから数百メートルのロングレンジまで用途に合わせて利用できます。

継続性

3D スキャンデータの大きな利点は、より多くの人材がデータを使って、運用に関した貴重な洞察を迅速に行うことができることです。専門家だけが解析できる特殊な数値ではなく、目に見て理解することができます。データをクラウドを通して共有することで、離れた場所で作業する担当者が同時に利用し、お互いの共通認識で会話することができます。

安全性

3D スキャンが変革する最も重要なこと 1 つは、作業者の安全への影響です。測定にかかる時間が削減されるため、作業員がリスクの高いエリアや危険な状況で過ごす時間を最小限に抑えることができます。ドローン、ロボットなどを利用してスキャナーを操作することにより、作業者の安全を確保することができます。

OQTON ウェブサイトではさらに詳しく事例と共に紹介しています。

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かつては不可能と思われていたことが、3D スキャンによって現実に

製造現場では、短いリードタイム、厳しい公差、極限環境での複雑な形状の測定（吊り橋、高所、危険区域等）など、増大する需要に直面しています。昨今天候や地震などの影響により、道路設備や建造物、橋等のメンテナンス検査の必要性も高まっている中、3D スキャン技術の役割が広がっています。

OQTONブログで紹介するSCAN IT 3Dの事例は巨大設備のメンテナンスに3Dスキャナーを活用して効果を得た例の1つです。

例１：蒸気タービンの 補修メンテナンス

巨大な蒸気タービンのメンテナンスはこれまで測定ラボに輸送する必要があり、莫大な時間と労力、費用を費やしていました。これをポータブルCreaform 3D スキャナ、Geomagic Design X、Geomagic Control X を使うことでこれまでの課題を軽減しています。

主な作業内容と利用したソリューション：

1. 蒸気タービンをスキャン – Creaform 3Dポータブルスキャナ
2. スキャンしたデータから3D モデルを作成 - Design X
3. 作成した3Dモデルからベアリングとブレードキャリアの軸リング位置を決定 – SOLIDWORKS
4. 平面性確認用の平面を作成 – Design X
5. 作成された平面と、スキャンデータを使って平面度の検査 – Control X

濃い青色箇所は穴、水色と黄色の領域が平面度の評価対象

例２：ロケットノズルの壁厚測定

圧延、プレス、熱成形などの製造プロセス中の変形により、必要肉厚が維持されているかどうかを検査するにあたって、非接触の3D スキャンを使用することでプローブでは困難な肉厚測定を実施しています。

主な作業内容と利用したソリューション：

1. ロケットノズルのスキャン – Creaform 3Dポータブルスキャナ
2. スキャンデータを使った肉厚の厚さに応じたカラーマップ – Control X

壁厚が必要よりも薄い領域が赤色。緑色領域は許容範囲内

事例の詳細はOQTONブログでご覧頂けます。

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3次元計測フォーラム SPAR2024J

OQTONは第20回3次元計測フォーラム SPAR2024J に参加致します。

ロングレンジ（長距離）スキャナを使った土木建築を中心とするスキャナーの活用や最新技術についての講演、および関連製品の展示が行われます。

開催日：2024年5月7日（火）、8日（水）

場所：大田区産業プラザPiO　アクセス京急蒲田駅下車3分

参加費：10,000円（講演をのぞく展示室のみは無料）

参加申し込み：申し込みサイト

基調講演１：日揮グループにおけるデジタル戦略と人材育成の要諦とは（7日）

基調講演２：3D都市モデルの整備・活用・オープンデータ化Project PLATEAU（8日）

日本ものづくりワールド 2023 東京出展

東京ビッグサイトで開催される　 第35回 日本ものづくりワールド　において、以下の2つのゾーンにてブース出展致します。

設計・製造ソリューション展 - OQTON ソフトウェアの展示と紹介

• 三次元測定機（3Dスキャナ）データを使ったモデル作成ソフトウェア - Geomagic Design X
• 三次元測定機（3Dスキャナ）データを使った寸法・形状検査ソフトウェア - Geomagic Control X
• 金属粉末焼結積層造形（メタル3Dプリンター）用モデル準備ソフトウェア - 3DXpert

次世代3Dプリンタ展 - 3D Systems プリンターおよび材料の紹介とソリューション

• 高速高精細プロジェクション式光硬化造形機 - Figure 4
• 大型フィラメント・ペレット造形・切削機 - Titan Atlas
• 他

会期：2023年6月21日（水）～23日（金）10:00 ~ 18:00 （最終日は17:00まで）

会場：東京ビッグサイト（東京国際展示場）

ブース：東3ホール 20-35（設計製造ソリューション展）、東1ホール 7-1（次世代3Dプリンタ展）

アクセス：https://www.bigsight.jp/visitor/access/

展示会招待券（無料）申し込み

関西DMSに出展

 スリーディー・システムズ・ジャパンでは10月5日から開催される 関西ものづくりワールド 第25回設計製造ソリューション展（DMS） に参加し、OQTON（オクトン）としてブース出展致します。

OQTON は Geomagic をはじめとする 3D Systems ソフトウェア製品の統合ブランドです

Geomagic Design X、Geomagic Control X を中心に、3Dスキャナーを使ったデータ取り込みからの操作ライブデモを交えて、ワークフローを詳しくご紹介します。

インテックス大阪 2号館8-23 OQTON ブースで皆様の来場をお待ちしております。

インフラメンテナンスをデジタルではじめてみませんか？

これからの予防保全を考えた設備・部品の保守・検査を3Dスキャニング技術と OQTON のソフトウェアが手助けします。

ソフトウェアの体験版利用者向けチュートリアル

Geoamgic 製品および 3D Sprint では体験版として無償トライアルを提供しています。製品をダウンロードして、試用（トライアル）ライセンスを有効にすると15日～30日間※、無償でご利用頂けます。

製品のインストールからトライアルライセンスの有効化の手順と併せて、初めて製品をお使いになるユーザー向けの自己学習チュートリアルを用意しています。サンプルデータを使って製品の基本操作から、一般的なよく使う機能を使ってどんなことができるかを素早く習得することができます。

チュートリアルはどなたでもご利用頂けます。すでに製品をお持ちの方も初期導入時の学習用としてご活用ください。

詳しくは ソフトウェアFAQ & チュートリアル ページでご案内しています。

※トライアル期間は製品により異なります

• Geomagic 製品＝トライアルライセンス有効化から15日間
• 3D Sprint＝トライアルライセンス有効化から30日間

期間を終えた後、引き続き評価を希望される方は japan@oqton.com までお問い合わせください。

3D Sprint について

3D Sprint は、3D SYSTEMS 製3Dプリンタ―をご利用の方が無償で使用できる v3.* と、有料の機能追加版 v4.* があり、インタフェースが異なります。使用するバージョン用のチュートリアルをご利用ください。

シリーズ<こんなにすごいぞ Figure 4>：第１９回 – コピーとスタック（２）

　前回のコピーに対して、今回はスタック（パーツの積み上げ）についてお話しします。スタックとコピーは非常に似た機能ですが、固有の機能もありますのでその点まとめてお話しします。

　スタックを作成は、ツールバーの より実行します。なおスタックする対象のパーツを選択してからでないとアイコンが有効になりませんので、ご注意ください。

 

　各軸に対する総数及びパーツ間の距離の設定については、第18回でコピーについてお話しした使い方と基本は一緒です。

　スタッガーは、Y軸に対する偶数列をX軸方向に半個ずらして配置する機能です。造形後にパーツがプラットフォームから外しやすくなるというメリットがありますが、1回で造形できる個数は減ります。

なおスタックを作成でパーツを複製する場合、総数にいくら大きな数を入力してもプラットフォームに収まりきる分しか複製してくれません。この点は、コピーとは異なる点です。

スタッガー有効

スタッガー無効

　ベース設定とは、スタックしたパーツを支える土台を決定します。ベース設定により選択されたベースは、プラットフォームに直付けになるというユニークな特徴を持っているので、ベースとプラットフォームの接続はサポートがなくても造形できます。スタックを作成ウィンドウ上部のSample Basesをクリックすると、3D Sprintに用意されているベースとなるパーツののSTLファイルを利用できます。開いたフォルダーより使いたいベースのSTLファイルを3D Sprintの作業ウィンドウ中にドラッグ&ドロップして使用します。

ベースの大きさは、それぞれのパーツの大きさをもとにマージンX,Yによって調整できます。ディフォルト値0で実行した場合は、パーツの外寸に合わせた大きさに自動調整されます。

マージンX,Yともに0㎜

マージンX,Yともに5㎜

　　

　クリアランスは、ベースと1段目のパーツの最短距離を決定します。こちらは基本的にディフォルト値をそのままご使用頂くのが良いと思いますが、必要に応じて樹脂毎に設定されているプラットフォームからパーツの最短距離に合わせて値を変えていくのも良いと思います。樹脂毎の最短距離設定値は、ビルドスタイルから高度な設定を開き、全体の中から最小サポート高さで確認できます。

  

　ダイナミック干渉確認は、入力した数値より近い位置に別のパーツ及びベースがある場合に赤色で警告してくれます。 

全ての設定が完了したらセットをクリックして、設定内容を確定し適用します。この際ベース同士は、パーツをより強固に支えられるように自動的に接続されます。

  

　スタック出来たらサポートなり支柱を使って、パーツを支える設計を行わけですが、ここからがコピーとは大きく異なる点です。

スタックで作成されたパーツ及びベースは1つのグループとして認識されるようになりますので、複数個のうち1つのパーツについてサポートを設定すると、他のすべてのパーツの同一個所に同一条件でサポートを展開します。同一サンプルを1度に多く造形する際には非常に便利な機能です。

なおこのグループ化は解除することもできますが、解除によってベース含めそれぞれが別々のパーツになってしまうため、上記のようにサポートの自動横展開は出来なくなります。ご注意ください。

サポートの設計

合わせて支柱を作成による支柱もサポートと同じように機能しますが、ベースから1段目の自動展開と2段目以降の自動展開が異なりますのでご注意ください。　

１段目（ベースとパーツ間）に設定：1段目のみで、2段目以降には展開されません。

２段目以降（パーツとパーツ間）に設定：1段目含むすべての段に展開されます。 

支柱を1段目に設定 

支柱を2段目以降に設定

 

 

今回も最後までお読みいただきまして、ありがとうございました。

Geomagic Design X 2022 リリース

リバースエンジニアリングソフトウェア Geomagic Design X のバージョン 2022 がリリースされました。今回のバージョンより、ソフトウェアは Oqton というソフトウェア統一ブランドでロゴデザインも刷新されています。

バージョン 2022 では、今までのユーザーからの要望のあった細かな機能の追加や改善が多く取り入れられてます。その中で日本からも声の多かった機能をいくつかご紹介します。

ロフトサーフェースを調整するためのコネクタ機能の追加

サーフェース間を繋ぐロフト面を作成する際、ねじれやアイソラインの配置を調節するためのコネクタが設定できるようになりました。

サーフェースロフトのコネクタ

自動サーフェーシングで使用したパッチネットワークの保持

自動サーフェースでメッシュからサーフェース・ソリッドボディを作成したときに内部的に作成されるパッチネットワークをカーブとして残すオプションが追加されました。これにより、一部カーブを修正したい場合などに再利用することができます。

カーブネットワークをツリーに保持

メッシュスケッチにおける矩形のフィッティング

今までメッシュスケッチでは直線や円弧はスキャン断面に自動フィッティングして作成することができていましたが、矩形は対応していませんでした。今回のバージョンで矩形もスキャン断面にフィットした位置・サイズで作成できるようになりました。さらに矩形は角からの作成の他に中心からの作成方法もサポートします。

矩形をポリラインにフィット

メッシュスケッチで使用するターゲットメッシュの入れ替え

メッシュスケッチで使ったメッシュを、スケッチを作成したあとから別のメッシュに入れ替えできるようになりました。従来はメッシュを変更するには新規に作成しなおす必要がありましたが、この改善によりスキャンデータの変更があった場合にもスケッチのやり直しに要する作業時間を圧倒的に短縮します。

メッシュスケッチの編集

円・円弧の寸法の直径・半径表示の選択

円や円弧の寸法で直径表示ができるようになりました。半径・直径の表示はプロパティでいつでも切り替えが可能です。

スマート寸法

Accuracy Analyzerでの偏差チェックにおける比較対象メッシュの選択

長らく要望があった機能がついに搭載されました。作成したCADモデルとメッシュを比較する際、ファイル内に複数のメッシュがあった場合にどのメッシュと比較するかを選択できるようになりました。

Accuracy Analyzer

その他にも多くの改善、修正が行われたバージョン 2022 をご利用頂くには、サポートサイト よりソフトウェアをダウンロードし、インストールしてください。有効保守をお持ちの方はご利用のアクティベーションコードでアクティベートしてご利用頂けます。

有効保守が無い方も試用ライセンスで15日間お試しいただけます。

新機能や改善についての詳細は リリースノート でご案内しております。

3D Sprint 4.0 リリース

 3D Systems のプラスチックプリンタ―用ソフトウェア 3D Sprint の新バージョン v4.0 がリリースされました。4.0はユーザーからの声を反映した新機能・新オプションが多く取り込まれ、生産性の向上、より良いパーツ品質、造形成功率の向上を見込んだ改善や変更が行われています。

その中で少しだけここでご紹介します：

準備・プリントのワークベンチの自由移動

パーツをワークベンチに送らずに、いつでもどのワークベンチのツールにアクセスすることができます。

オーバーレイツールバー

ビューの向きやパーツや要素の表示・非表示など、よく切り替えるツールをオーバーレイバーにまとめました。

新しいオーバーレイツールバー

キャップ付き穴あけ

穴あけコマンドで、穴を後で埋めるためのプラグを同時に自動生成することができます。

造形後に穴を埋めるためのプラグ（栓）を自動生成

スライスビュー（SLA)

スライスビューは、ビルドファイルを作成してシーンを改めることなく、いつでもスライス確認できるようになりました。

パターンコピー

線形パターンコピーでは、インスタンス間の距離を中心間距離と端点間距離の2方法で指示できるようになりました。

インスタンスの距離の指定方法の切り替えオプション

支柱の追加（SLA/Figure 4）

既存のサポート構造に、補強サポートとして支柱を追加したり、サポート同士をつなぐ梁のように補強させることができます。

サポート同士を繋いで補強

部分的にパーツを支える太い支柱

アンカー点編集オプションの追加（SLA/Figure 4）

サポートを付けるアンカー点の指示がより自由に、直観的になりました。選択領域内にまとめてアンカーをつけたり、フェースのエッジに沿って付けたり、より柔軟な編集が可能です。

自動配置時に断面積を考慮（SLS）

均一したスキャン時間が維持できるよう、配置時に断面積を考慮させるオプションが追加されました。またパーツ同士がかみ合って造形後に外せなくならないようにインターロックを回避するオプションも追加されています。

自動配置に追加された新しいオプション

まだまだたくさんの新機能・改善がなされた今回の 3D Sprint 4.0。3D Systems プリンタ―を使った製造プロセスをより快適に行えるリリースになっています。もっと詳しく知りたい方はリリースノートをご参照ください。

従来の3.1から大きな変更を伴うこのバージョンを試したい方は、サポートサイトからダウンロードし、試用版ライセンスを15日間ご利用頂けます。

4.0へのアップグレードの購入についてのお問い合わせはこちら：3DSprintUpgradeAPAC@3dsystems.com

シリーズ<こんなにすごいぞ Figure 4>：第１８回 – コピーとスタック（１）

 
今回は同じパーツを複数個造形する方法についてお話しします。

パーツを複製するための機能として、コピーとスタックが用意されていますが、お互い似たようなところがあり初めて使用するには分かり難いので、それぞれ個別に説明しようと思います。今回は比較的説明しやすい、コピーからお話をします。

 

コピーは、単純コピーと線形パターンコピーの2種類があります。

コピーは複製したい個数分の数値を入れて、対象のパーツを選択しセットをクリックして完了です。プラットフォームを埋めるにチェックを入れると、XY平面内で造形可能な個数を計算して自動的にコピー数を決めてくれます。自動でお任せする場合は、造形中の樹脂の流動性も考慮に入れますので、パーツ間に比較的余裕のあるスペースを保って配置を行います。

自動配置のあとパーツ間にスペースの余裕があり、無理しない程度にパーツを配置できるようであれば、自動で配置された数以上のパーツを配置することもできます。この際、樹脂の粘度及び硬化レイヤーへの樹脂の流動性は考慮して行ってください。

 

一方線形パターンは、X軸、Y軸、Z軸それぞれの方向にコピーを作成します。対象パーツを含んだ総数とパーツ間距離を設定し、対象パーツを選択し、セットをクリックして完了です。線形パターンで反転にチェックを入れると、各軸のマイナス方向にコピーを作ることもできます。

 

                 　

                                                                                 

  　　 

X,Y軸に複製した時　　　　　　　　　　　　　Z軸も複製した時

 

 予め同パーツを複数個造形することがわかっているときは、まず1個のパーツのサポート設計を行います。コピーは、パーツと合わせてサポートも同条件で複製しますので、同じパーツに対してサポート設計を複数回実施しなくて良くなります。

                              

                             

 

 

 次回は、スタックについてお話しします。

今回も最後までお読みいただき、ありがとうございました。