CATPARTをSTLに変換する

何が変換されるのですか？

CATPartファイルは、CATIA V5のエコシステム内にパーツ・モデルを保存し、設計された1つのコンポーネントの3D形状および構造データを含んでいます。CADワークフローでは通常、アセンブリ、シミュレーション、製造、またはデータ交換のステップでモデルが再利用される前に使用される、正確な部品定義です。

STLファイルは大きく異なります。STLファイルは、モデルのサーフェスを三角形のファセットのセットとして保存し、3Dプリントやラピッドプロトタイピングに広く使用されています。STLは完全なCADセマンティクスではなく形状のみに焦点を当て、通常は色やテクスチャの情報を持ちません。

変換はどのように行われますか？

技術用語では、CATPARTからSTLへの変換は、正確なCAD表現からテッセレーションされたメッシュ表現への移動です。変換ワークフローは、ネイティブのCATPARTジオメトリを読み込み、可視サーフェスを三角形で近似し、結果をSTLファイルとして書き込みます。そのため、出力の品質は、ソースモデルそのものだけでなく、テセレーションの品質に大きく依存します。

3Dシステムズ社は、STLの品質は、コード・トレランスやアングラー・コントロールなどの設定に影響されると述べている。実際には、より厳しいテセレーション設定は、より多くの三角形を作成し、通常ジオメトリの忠実度を向上させますが、ファイルサイズと処理コストを増加させます。

何が保存され、何が失われるのか？

変換の目的は、下流のメッシュワークフローのために部品の使用可能な形状を保持することです。しかし、変換後のSTLは元のCATPartと同じ種類のモデルではありません。それは三角形ベースの近似であり、同じ正確なジオメトリ定義、構造、関連するCADインテリジェンスを持つネイティブのパーツファイルではありません。

STLファイルは印刷や軽量のメッシュ処理には理想的ですが、正確なCAD編集、フィーチャーレベルの修正、メタデータが豊富なエンジニアリング・ワークフローにはあまり適していないため、この違いは重要です。

変換後の典型的なワークフロー

多くのアプリケーションでは、変換は1つのステップに過ぎません。STLデータを下流で使用する前に、検証や修復が必要になることがよくあります。SpatialのSTL修復ガイダンスでは、典型的な修復ワークフローの一部として以下を挙げています：

• ずれたエッジ
• モデル内の穴
• パーツの浮き
• オーバーラップ
• 二重フェース
• オープンエッジ
• リメッシュの必要性

アプリケーションと業界での使用例

CATPARTからSTLへの変換は、CATIA V5で設計されたパーツが、3Dプリント、ラピッドプロトタイピング、または他のメッシュ中心のワークフローに移行する必要がある場合に、最も一般的に使用されます。ダウンストリームシステムが、オリジナルのネイティブCADパーツファイルではなく、印刷可能な、またはテッセレーションされた表現を必要とする場合に便利です。

また、ソフトウェア開発者が構築する際にも役立ちます：

• インポート／エクスポートツール
• 製造準備パイプライン
• メッシュ処理アプリケーション
• 積層造形ソフトウェア

3D InterOpは、これらのワークフローのCADインポート側を処理し、CGM Polyhedraは、ヒーリングと印刷用のSTL類似データの準備を処理します。

課題やよくある落とし穴

よくある間違いは、CATPARTからSTLへの変換が中立的な一対一の変換であると思い込むことです。そうではありません。ワークフローは、ネイティブのCAD部品データから三角形メッシュに表現を変更するため、下流のユーザーは、STLが元のCATPARTのように動作することを期待すべきではありません。

もうひとつの落とし穴は、テセレーション設定の不備です。STLメッシュが粗すぎると、曲面や詳細なサーフェスの表現が不十分になり、密すぎるとファイルサイズや処理オーバーヘッドが不必要に大きくなります。3D Systemsは特に、STL品質の重要なエクスポート・パラメータとして、コード・トレランスと角度制御を指摘しています。

メッシュの品質もよくある問題です。Spatialは、修復されないと印刷や下流のメッシュ処理に支障をきたす、一般的なSTLの欠陥について説明しています：

• 穴
• オーバーラップ
• パーツの浮き
• ずれたエッジ
• 開いた境界

Spatial のサポート

3D InterOpは 、CATPartファイルをSTLに変換し、変換中に自動ヒーリングと修復を適用して、メッシュが下流ツールに到達する前にエラーを削減します。30以上のCAD、メッシュ、ビジュアライゼーション・フォーマットを読み書きできます。

特にCATIAデータについては、3D InterOpはCGMカーネルとDassault Systèmesが提供するネイティブAPIを使用して、CATPartファイルとCATProductファイルを読み書きします。選択インポートAPIにより、開発者は必要なデータのみを取り込むことができます：

• 製品構造
• テッセレーションされたジオメトリ
• 正確な形状
• 製造情報（PMI）

3D InterOpは、3D ACIS Modeler、CGM Modeler、およびParasolidとネイティブに統合されているため、変換されたジオメトリは、追加の変換ステップなしで、下流のモデリング操作の準備が整った状態で届きます。

データが変換されると、CGM Polyhedraがメッシュレベルの作業を行います。CGM Polyhedraは、多面体ジオメトリを直接チェック、修復、修正するためのAPIを開発者に提供します。三角形が欠けてできた穴を埋めたり、反転した法線を修正したり、亀裂やギャップを閉じたり、非多様体配置を修正したり、重なり合った三角形や不適切に交差した三角形をクリーニングしたりすることができます。修復だけでなく、CGM Polyhedraはメッシュデータの完全なモデリング操作をサポートしています：ブーリアン、オフセット、デシメーション、スライス、衝突検出などです。積層造形準備のために、肉厚解析、ホロリング、自動サポート生成（ワイヤー、ボリューム、コーンタイプ）、方向最適化、2D/2.5D/3Dネスティング、ツールパスプランニングのためのマルチプレーナースライスも提供します。

これらのSDKを実際に使用した例です：産業用金属3Dプリンターのメーカーであるレニショーは、3D InterOpと3D ACIS Modeler with CGM PolyhedraをQuantAM造形準備ソフトウェアに統合しました。同社は、STLのみのインポートパイプラインから脱却し、ネイティブCADデータを直接取り込むことを望んでいました。その結果、転記ミスが減り、STLファイルのヒーリングに費やす時間が大幅に短縮され、修正した形状を設計チームにフィードバックできるようになりました。レニショーのグループソフトウェア担当ディレクター、スティーブン・アンダーソン氏は次のように述べています：「Spatial 社とのコラボレーションにより、STL ファイルの高品質なヒーリングが可能になっただけでなく、さらに重要なこととして、さまざまな CAD フォーマットを直接インポートできるようになりました」。

ビジュアライゼーション・レイヤーを構築する開発者のために、HOOPS Visualizeはアプリケーション内で3Dシーンをレンダリングし、インポートされたCADジオメトリと準備されたメッシュ・データの両方を、デスクトップおよびモバイル・プラットフォーム上で高性能グラフィックスで表示します。

その他のファイル形式