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スイープ

CADソフトウェアの「スイープ」コマンドを使用すると、開いたパスまたは閉じたパスに沿って2Dプロファイルを移動させることで、複雑な3D形状を作成できます。

このツールは、断面形状を特定の軌跡に沿って配置する必要がある場合に特に有用であり、曲線状のパイプ、溝、レール、ワイヤー形状、複雑なサーフェスなどを高精度に作成できます。高度なモデリング作業において、複雑な形状や曲面の作成ワークフローを効率化します。

その他の3Dモデリング機能についてもご覧になりますか？

ロフティング押出成形引き算メッシング

CADにおける「スイープ」とは何ですか？

スイープ操作は、主に以下の2つの入力から始まります。

入力	役割
プロファイル	空間内を移動させる断面
パス	プロファイルが追従する曲線、エッジ、または軌跡

プロファイルがパスに沿って移動するにつれて、CADシステムは結果として得られる3Dサーフェスまたはソリッドを生成します。Onshapeのドキュメントでは、これを「プロファイルをパスに沿ってスイープして、スイープソリッド、サーフェス、または薄肉ソリッドを作成する」操作として説明しています。

スイープはどのように機能するのでしょうか？

一般的なワークフローでは、ユーザーはプロファイルをスケッチまたは選択し、次にパスを選択します。CADシステムは、スイープ設定で定義された方向ルールに従いながら、その軌跡に沿ってプロファイルを移動させることで生成される形状を計算します。

パスは、単純な直線、円弧、スプライン、モデルのエッジ、あるいはより複雑な曲線でもかまいません。一部のシステムでは、向き、ねじれ、スケール、方向のロックなどのプロファイル制御もサポートしており、これにより、プロファイルがパスに沿って移動する際に形状を変化させたり回転させたりできます。

閉じたプロファイルと開いたプロファイル

プロファイルの種類によって結果は異なります。閉じたプロファイルを使用すると、通常、パイプ、ケーブル、リブなどのソリッドスイープを作成できます。開いたプロファイルは、モデリングシステムや選択したオプションに応じて、スイープサーフェスや薄肉ソリッドを作成するためによく使用されます。

スイープと押し出し・ロフトの違い

スイープは押し出しやロフトに関連していますが、同じ操作ではありません。

操作	形状の生成方法	代表的な用途
押し出し	プロファイルを直線方向に押し出す	角柱状の部品、ボス、パッド、単純な切り欠き
スイープ	プロファイルをパスに沿って移動させる	パイプ、レール、ケーブル、溝、ハンドル
ロフト	複数のプロファイルを滑らかな遷移で接続する	有機的な形状、ダクト、空力面

スイープは、プロファイルが直線方向ではなく、曲線や非直線的な軌跡に沿う必要がある場合に特に役立ちます。

用途および業界での活用事例

スイープ操作は、機械設計、産業機器、建築、AEC/BIM、消費財設計、製造準備の分野で広く利用されています。

ユースケース	例
パイプおよびチューブ	ルーティングされたパスに沿って円形プロファイルをスイープする
ケーブルおよび配線	ハーネスや配線経路をモデリングする
レールおよびハンドル	人間工学に基づいた、または構造的な曲面部品を作成する
溝およびチャネル	スイープスロットやガイド経路を作成する
モールディングおよびトリム	エッジに沿って建築用プロファイルをスイープする
ねじ山およびらせん	らせん状のパスに沿ってプロファイルをスイープする

ソフトウェア開発者にとって、スイープは、堅牢なジオメトリ構築、パス処理、プロファイルの向き制御、トポロジー生成を必要とするため、モデリングにおける基本的な操作です。

課題やよくある落とし穴

落とし穴	留意点
プロファイルがパスの曲率に対して大きすぎる	スイープされた形状が自己交差したり、無効なトポロジーが生成されたりする場合があります。
プロファイルの向きが不適切	プロファイルがパスの始点に正しく整列していない場合、スイープがねじれたり、ずれたり、予期しない結果が生成されたりすることがあります。多くのシステムでは、プロファイルをパスの始点に垂直な平面上に配置することを推奨しています。
鋭角、高い曲率、または閉ループ	複雑なスプラインやきつい形状では、パスの連続性、プロファイルの制約、公差設定、システムによるねじれやスケーリングの処理方法に注意する必要があります。

Spatialのサポート

Spatialは、ジオメトリモデリングカーネルを通じてスイープ関連のワークフローをサポートしています。3D ACIS Modelerは、ジオメトリ作成、サーフェスおよびソリッドモデリング、修正、クエリ処理を担います。SpatialのJMAG事例研究では、CAEアプリケーションで使用されるACISベースの機能として、押し出しや回転を含むスイープ系操作が挙げられています。

CAD、CAM、CAEアプリケーションを開発する開発者にとって、スイープのサポートは重要です。なぜなら、結果は単なる目に見える形状以上のものでなければならないからです。生成されたソリッドは、その後の処理がブール演算、フィレット、メッシュ生成、シミュレーション準備、エクスポートのいずれであっても、トポロジー的に有効な状態を維持する必要があります。Spatialのモデリングカーネルおよび相互運用性ツールは、これらのワークフロー全体を通じてジオメトリの整合性を維持するように設計されています。

ご自身のモデルで試してみたい場合は、評価版をリクエストするか、Spatialのチームまでお問い合わせください。

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私たちは、ACISと共にジオメトリ・カーネルの開発のパイオニアであることを誇りに思っています。現在では、お客様の3Dジオメトリ表現のニーズをサポートするソリューションを提供しています。連続B-Repモデラー、離散B-Repモデラーを問わず、お客様のアプリケーション固有のニーズに対応するソリューションをご用意しています。

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CAD相互運用SDKを提供した最初の企業として、当社は現在、データを変換し、主要なCADファイルとメタデータを読み取るための業界をリードするソリューションを提供しています。インポートした3Dデータを、自社のアプリケーションでネイティブに作成したかのように扱ったり、データをさまざまなCADフォーマットにエクスポートしたりすることができます。