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3DCAMの特徴とは?CAM・CADの基礎知識とおすすめのソフトウェア

2020年02月03日(月) 更新

部品を量産する場合には、NCなど工作機械による加工が欠かせません。その際、検討時間をミスなく早く実施するためにCAMが用いられることが増えています。また、設計データがCADで作られていれば、早い段階からツールパスなどを検討してフロントローディングにつなげることが可能です。この記事では、3DCAMを使うのに必要なCAM・CADの基礎知識に加え、おすすめのソフトウェアについて紹介します。新たにCAMの導入を検討している方はぜひ参考にしてください。

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CAMの基礎知識

まずNCやマシニングセンタの加工に不可欠になってきているCAMについてご紹介します。

CAMとは

・CAMの特徴

CAMとは、「Computer Aided Manufacturing」の略で、「コンピュータ支援製造」のことです。CAMには2軸のデータが出力できる2DCAMと、3軸以上の加工に対応できる3DCAMがあります。CAMでは、ある部品を作る際にどのような切削工具をどの方向からあてていけば必要な形状が効率よく得られるかなど、パソコン上で制御の検討が可能です。

また、作成した検討結果はそのままNC(数値制御)工作機械を駆動するためのデータに出力できるため、実際の試作品などで試し加工をする手間を省きながら確実に部品を作成することができます。

・CAMを使用するメリット

CAMを使えばCADで設計された設計データや図面などをもとにして加工用のプログラムを作れるため、初めから一つ一つ作業を行うよりも速く、正確に作成することができます。自由曲面やマシニングセンタの多軸加工など、複雑な検討ができるCAMもあり、設計者の頭の中で考えるだけでは判断しづらいデータ上の問題を発見できるので安心です。

また、CAMではシミュレーションを行うことも可能です。シミュレーションでは、材料と切削工具との干渉を回避したり、おおよその切削時間を算出して加工にかかる時間を算出したりできます。切削箇所を入力することで最適化ができるCAMもあるので、設計者の加工に対する熟練度を問わず、最適な加工プログラムを素早く作成することができるでしょう。

CADとの違い

CADは、「Computer Aided Design」を略したもので、「コンピュータ支援設計」のことです。製品を作るにあたり「どの部品が必要か」「どんな風に組み立てるのか」という設計検討をパソコン上で検討します。CADは設計工程で主に使われるソフトウェアであり、部品の形状作成や寸法測定、干渉、簡単な解析、作図機能が盛り込まれています。大きくわけるとCADは設計部門の設計者が使い、CAMは生産技術部門の設計者が用いるのが一般的です。

CAMでNCデータを出力するまでの流れ

CAMでNCデータを出力するためには、まず図面もしくは3DのCADデータをCAMに取り込んでツールパスを作成します。使う工具や加工条件を設定したあとは、CAMが工具の経路(CL)を計算。経路をシミュレーションして問題がなければCAMのポストプロセッサ機能を使ってCLデータをNCやマシニングセンタを駆動するためのNCデータへとデータ変換します。

そのときは、NC機などへプログラムを渡し、実加工を行います。CADとCAM両方の機能を備えるCAD/CAMを用いると、設計と生産技術の両方でデータが使いまわせるでしょう。データ変換にかかわる問題が起こらないため作業の効率化が図れます。

3DCAMと3DCAD

CADやCAMは、2Dだけでなく3Dが扱えるソフトウェアも多いです。3DのCAD、CAMについて紹介します。

3DCAMとは

3DCAMは、3次元CAMとも呼ばれ、3DCADで作られた3Dデータから、NCデータを作成できます。作図するのが難しい複雑な曲面などにも対応できるため、より自由度の高い部品の製造ができることがメリットです。

3DCADとは

3DCADは、3次元CADとも呼ばれ、その機能の充実度から大きくハイエンドCAD、ミッドレンジCAD、ローエンドCADに分かれます。パラメータなどを設定しながら作成したい形状を立体的(3D)に作成し、必要に応じて、作図が可能です。画面上で部品を回転させたり任意の場所で断面をつくったりしながら構造の確認ができるため、複雑な形状もわかりやすくなります。

3DCAMの導入におすすめのソフトウェア

ここでは、初めて3DCAMを導入する際のおすすめソフトウェアをご紹介します。

製品名 FeatureCAM

Autodesk社の3DCAMで、使える機能によりStandard、Premium、Ultimateに分かれています。Standardなどシリーズで2.5軸フライス加工と基本的な3軸加工、アンダーカットを防ぎながらの2軸旋削加工などに対応しています。

また、Premium以上では3軸フライス加工にも対応しているため、加工したい形状によってツールの使い分けが可能です。また費用は1年ごとに使用料を支払うサブスクリプション形式で契約できるため、初期導入を大幅に削減することが可能です。

製品名 FFCAM

工作機械メーカー「牧野フライス製作所」が自社開発した製品。高精度・高品質をコンセプトに開発した、3次元加工に特化した金型向けCAMです。微細な形状にも対応できるほか、工具や加工条件に対するデータベースも充実しています。

そのため、3次元形状データがあれば工具を選ぶだけで荒加工・仕上げ加工・コーナR部の加工などを考慮しつつ3次元のNC加工プログラムが作成可能です。そのほか、加工作成補助機能や、加工時間予測機能などが盛り込まれています。

3DCAMを活用して加工までの準備を効率化させよう

3DCAMは、3DCADとデータ連携しながら部品の加工に必要なNCデータを効率よく作成できるソフトウェアです。アンダーカットや多軸制御など熟練者でも検討が難しい条件を適切に検討できるので、設計、製造にかかわるQCDを向上させたい方はぜひ一度検討してみてはいかがでしょうか?

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