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Technique Index
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pdweb.jp プロダクトデザインの総合Webマガジン Tool Special
●パーソナル3Dプリンタ「Mojo」が切り拓くデスクトップマニファクチャリング

私のスケッチ
●第7回:吉岡徳仁氏の「Camper to&ether」
●第6回:第6回:山中俊治の「アスリート用大腿義足」
●第5回:清水久和氏の「井伊直弼」と「髷貯金箱」

●第4回:酒井俊彦氏のアットアロマ社「新型アロマデフューザー」
●第3回:奥山清行氏の天童木工「ORIZURU」
●第2回:磯野梨影:かみみの「はなのあかり」
●第1回:塚本カナエ:資生堂「化粧惑星」

デジタルツールはじめの一歩

ペンタブレット「Cintiq 21UX実践 編」
●第3回:Cintiq 21UXでCADデータの修正作業をすばやく行う!
●第2回:CGと写真の合成で作るプレゼンテーション
●第1回:Cintiq 21UXとPhotoshopで行うプレゼンテーション制作

ペンタブレット「Intuos/Cintiq編」
●第2回:Cintiq 21UXとSketchBook Designer
●第1回:Intuos4でCADを操作する

iPadでデザインワーク編
●第5回:アイデア支援ツール、プレゼンテーション用ツールとしてのiPad
●第4回:スケッチツールとしてのiPadと「Adobe Ideas」、ノートアプリ「MUJI NOTEBOOK」
●第3回:スケッチツールとしてのiPadと「Sketchbook Pro」その2
●第2回:スケッチツールとしてのiPadと「Sketchbook Pro」その1
●第1回:3DビューワとしてのiPadと「iRhino 3D」
Rhinoceros編
●最終回:Rhinocerosを使い倒そう
●第9回:作業効率を見直そう
●第8回:融合する形状の作成方法
●第7回:まだまだ続く2レースルスイープ
●第6回:3次曲線を使っての2レールスイープ
●第5回:Rhinocerosの本質を生かす機能「2レールスイープ」
●第4回:フィレットは重要なデザイン要素 その2
●第3回:フィレットは重要なデザイン要素
●第2回:3Dは2Dからはじまる
●第1回:Rhinocerosを使い始める前に
SolidWorks編
●第5回:閉じた輪郭からのロフト曲面
●第4回:回転とシェルで作る器のモデリング
●第3回:円柱とパイプ形状のモデリング
●第2回:直方体モデリングの応用と使い道
●第1回:立方体は角柱モデリング

3D CADお役立ちTIPS
●第28回:キャラクターモデルの作成:くじら編 2
●第27回:キャラクターモデルの作成:くじら編 1
●第26回:ラムネボトルの作成 5
●第25回:ラムネボトルの作成 4
●第24回:ラムネボトルの作成 3
●第23回:ラムネボトルの作成 2
●第22回:ラムネボトルの作成 1
●第21回:アプローチ曲面を使ったフィレットの作成
●第20回:スケッチ定義の注意点
●第19回:大きさが異なるフィレットの馴染ませ方
●第18回:フィーチャーを使ったパイプ形状の作成
●第17回:スケーリングを使った形状の検討
●第16回:ブレンド曲面を使った形状の作成 3
●第15回:座布団形状の作成
●第14回:CADデータ受け渡し時の注意点
●第13回:面取りによる見え方の違い
●第12回:ブレンド曲面を使った形状の作成 2
●第11回:2つのエッジが合流する部分のまとめ方 2
●第10回:不正面の修正
●第9回:交差する溝の作成 ソリッド編
●第8回:ブレンド曲面を使った形状の作成
●第7回:一定幅フィレットの作成
●第6回:2つのエッジが合流する部分のまとめ方
●第5回:曲面の連続性を意識したフィレットの作成
●第4回:投影を使った3D曲線の作成
●第3回:履歴を使った形状の検討
●第2回:楕円ボタン形状の作成
●第1回:滑らかな除変フィレットの作成

3Dデジタルツールと立体造形
●第9回:フィレットを施す
●第8回:複合カーブのコントロール その3
●第7回:複合カーブのコントロール その2
●第6回:複合カーブのコントロール その1
●第5回:ノットの理解
●第4回:1枚のサーフェスで表現できる形状
●第3回:自由曲線とUVパラメータ
●第2回:自由曲線を表現するパラメータとその次数
●第1回:Illustratorで表現される自由曲線

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* pd WEB Technique
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円柱は円が直線的に連続してつながる形。金属製のパイプは、曲げ加工により、さまざまな用途のプロダクトに使用されてきたフォルム

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* デジタルツールはじめの一歩
SolidWorks編

第3回:円柱とパイプ形状のモデリング

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連載第3回目は、「円柱」と、その加工方法である「曲げ加工」から作られるような形状をテーマとしてお届けします。円が直線的に連続して作られる円柱は、その連続性から「終わりのない形」ともいえます。円錐形であれば、角度がついているため片側は1点に収束しますが、円柱は延々とつなげていくことのできる形です。バウハウスの理念から生まれた、マルセル・ブロイヤー(1902〜1981年)デザインの「ワシリー・チェア」など、スティールパイプの椅子は数多くのグッドデザインを生んでいます。

●中林鉄太郎 http://www.tn-design.com
プロダクトデザイナー/デザインディレクター。1965年東京生まれ。1988年桑沢デザイン研究所卒。黒川雅之建築設計事務所を経て、1997年テツタロウデザイン設立。文具、日用雑貨、情報機器等のプロダクトデザインだけでなく、中小企業、地域産業のデザインディレクションも手掛ける。日本大学芸術学部デザイン学科、桑沢デザイン研究所非常勤講師。(社)日本インダストリアルデザイナー協会会員。


●「円柱」をSolidWorksで作る

SolidWorksのモデリングでは、スケッチに円を作図して「押し出し」ツールを使って長さを入力するだけで円柱のモデリングは完成してしまいます。最初からパイプ状の形状が必要なのであれば、「押し出し」ツール実行の際、「薄板フィーチャー」の項目にチェックを入れて、厚みとなる寸法を入力し、スケッチの円の内外どちらに肉厚がつくのかを確認すれば、1コマンドで完成です(画像01〜03)。

この「薄板フィーチャー」は「押し出し」で作る場合だけでなく、円とは別に作図した直線をパスとして、2つの図形から「スイープ」で作る場合も同様に機能します。後述しますが、パイプ形状が連続してつながる形状には「スイープ」を使ったモデリングのほうが適している場合があります(画像04、05)。

●身近にある円柱…「パイプ」の観察から

スチール、ステンレス、アルミ、真鍮など、金属製のパイプは家具、照明器具、設備機器、医療機器、自動車などから屋外の看板や建築に至るまで、さまざまな箇所で使用されています。一歩外に出るまでもなく、家の中を見渡すだけですぐにその事例を見つけることができるでしょう。それほど現代の生活には浸透している製造方法です。逆に、普段何気なく視界に入りすぎているのでしょうか。学生さんの作品などでは、時折「ちゃんと観察してる?」と疑問に思ってしまうような円柱(パイプ曲げ加工)の使い方に出くわしたりします(画像06、07)。

確かに、金属製のパイプを曲げる…と言葉で書くとさほど難しく聞こえませんが、中空の素材は無理に曲げれば、シワがよったり、つぶれます。素材や肉厚によっても、曲げたときのパイプの中心を通る「芯R」の最小半径は一様ではないのも事実。とはいえ、デザイン案の段階であっても、あまりにリアルでない寸法は、突っ込みの的になってしまいます。いきなり専門書…ではなく、身近なものからの観察をデザインに生かす…ということも重要なポイントです。

●3次元的に曲がるパイプ形状のモデリング

用意した作図は、上から見ると大きめのUの字となるものと、横から見ると曲がりながら右肩上がりとなるものの2つ。自転車のハンドルのような形状のモデリングを通して、円柱を「スイープ」で作成する手順を見てみます。

最初のステップは、「スイープ」の際に「パス」となる曲線の抽出です。手順としては、平面に作図したUの字のスケッチから、「サーフェス-押し出し」で厚みのない面を作成し、同様に右側面に作図したスケッチからも「サーフェス-押し出し」を「中間平面」を選択して、両側に同時に面を生成させます(画像08、09)。次に、ツールメニューの「スケッチツール」から「面交線」を選び、交差するすべての面を選択しOKすると、3Dスケッチという表記で3次元的な曲線で構成されたラインが抽出できます(画像10、11)。次のステップは、この曲線の端部に、スケッチのための平面を挿入することです。手順としては、挿入メニューの「参照ジオメトリ」から「平面」を選び、「線上の法平面」で、曲線端部の点を選択すれば完了です。角度のついた線に対して垂直な平面が設定できます。

最後のステップは、新たに挿入した平面に断面形状(輪郭)となる「円」を作図し、「スイープ」を「薄板フィーチャー」の設定をし、「パス」には抽出した3Dスケッチを選択し実行すれば完成です(画像12、13)。少し難易度は上がりますが、チャレンジしてみてください。


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画像1:作図した円を「押し出し」ツールを用いて円柱に。必要な長さの値を入力するだけ (クリックで拡大)
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画像2:SolidWorksでパイプ形状をモデリングするのは簡単だ。円から「押し出し」ツールを使う際、「薄板フィーチャー」の項目にチェックを入れ、厚みの値を入れれば完成する(クリックで拡大)
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画像3:「押し出し」ツールを使ってモデリングしたパイプ状のフォルム。この方法であれば、パイプ外形寸法と肉厚の寸法の修正があっても、数値を変えるだけの簡単操作だ(クリックで拡大)
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画像4:同じサイズの円柱を「スイープ」ツールを用いて行った例。「スイープ」には断面(輪郭)となる円の作図以外に、その断面が移動する軌跡となる「パス」の作図が必要となる。この方法は、直線から曲線につながるような、パイプの曲げ加工を前提としたパーツ作成に向いている(クリックで拡大)
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画像5:「押し出し」ツールのときと同様に、「スイープ」ツールでも「薄板フィーチャー」は機能するので、厚みのある形状を作るには便利(クリックで拡大)
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画像6:「金属パイプの曲げ加工が前提のデザインです」と見せてくれた学生さんの作品(図面)にあった形状。その形状を思い出しながら3Dで再現してみた立体(クリックで拡大)
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画像7:この形状で「曲げ加工です」の主張ではリアリティがない。どんな金属かが決まっていない初期の提案段階だったとしても、パイプ外形寸法の1.5倍程度の「芯R」に見えるようなデザインで解決策を検討しておくのがベターだ(クリックで拡大)
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画像8:用意した2つの作図から、それぞれに「サーフェス-押し出し」ツールで面が交差するようにモデリング (クリックで拡大)
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画像9:曲面同士が交差するラインは、「ツール」メニューの「スケッチツール」内にある「交線カーブ」ツールを使い、交差している面すべてを選択することで抽出できる。抽出後は、生成させた2枚のサーフェスは不要なので「非表示」に(クリックで拡大)
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画像10:抽出した交線カーブ(3Dスケッチ)の端点に垂直の作業平面を追加し、断面となる円を作図(クリックで拡大)
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画像11:円を「断面(輪郭)」に、3Dスケッチを「パス」に選択し「スイープ」ツールを実行する。黄色く表示されるプレビューで全体の様子を確認する(クリックで拡大)
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画像12:「薄板フィーチャー」を使うときには、断面(輪郭)として描いたラインの内外どちらに肉厚がついているのかを、ミスがないよう確認する(クリックで拡大)
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画像13:完成したパーツのモデリング。どの位置からカーブがスタートすれば、機能を満たして美しフォルムを描くのかを意識してトライしてみよう (クリックで拡大)
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