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プレス金型の設計に適したCADとは?作業効率化の要点とおすすめ製品

2020年07月27日(月) 更新

3D CAD(3次元設計・モデリング)のおすすめソフト5種類の比較

CAD/CAMはNC工作機械などを用いて、さまざまな加工品を作ることができます。単純に製品そのものを作ることも多いのですが、板金やダイ、モールドや金型設計のためにCAD/CAMを使用したいというケースも少なくありません。最近では、古くからある2DCAD(2次元CAD)だけではなく、3DCAD(3次元CAD)も普及が広まってきています。実際にプレス金型の図面設計を検討している場合は、どのようなCADを選べばよいのでしょうか?利用状況や課題、要望なども含めて詳しくご紹介します。

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プレス金型とは?

ここでは、そもそもプレス金型とはどのようなものを表しているのかについて詳しくご紹介します。

プレス金型の基礎知識

プレス金型というのは、プレス加工に必要な工具のことを言います。上型、下型(ボルスタ側)という上下の型を配置して一つの金型として使用するものです。金型で鉄板(ブランク)などをプレスして、鉄板を切断し、さまざまな部品や構造物を製造します。プレス加工では、金型の精度によってその後の工程も左右されやすい工具です。プレス加工の生産性や品質に直結する重要なツールの一つなので、高品質な製品の実現のためには、しっかりと金型を設計する必要があります。

プレス金型を使ってできること

プレス加工では、金型によってさまざまな加工を寸法通り実行することができます。ここでは、主な加工方法をご紹介します。

せん断加工

鉄板を切って完全に分離する加工です。打ち抜き(ブランキング)、外形抜き(アウトカット)、穴開け(パンチ・ピアッシング)、切断(シャーリング)切り欠き(ノッチング)などがあります。

曲げ

鉄板を曲げる加工です。V曲げ、U曲げ、L曲げ、Z曲げ、ひねり曲げ、筒状に曲げる蝶板曲げなどがあります。

絞り

底がある容器の形状に成形する方法です。プレスで素材を引っ張る力によって形状を作ります。加工物の例としては、乾電池ケースや流し台のシンク、自動車エンジンのヘッドカバーなどの加工で使用される手法です。

プレス金型の設計にはどんなCADが適している?

プレス加工をする際に、どんなCADを使うのがおすすめなのか見ていきましょう。

2次元CADと3次元CADの利用状況と課題

プレス金型といっても、さまざまな種類があり、大物のプレス加工では、3次元CADの使用ケースが多いです。そして、順送プレス金型などでは3次元CADが使われることもあるのですが、2次元設計に比べて3次元CADはモデル作成に時間がかかるので、2次元CADを使用するケースが見られ、3次元CADを使用している場合でも、2次元CADを併用していることがあります。

3次元CADは、できあがりの金型の状態を、試作段階に移る前に、視覚的効果の高い3Dモデルでわかりやすく確認できます。しかし、3DCADは入力する情報も多く、ある程度のオペレーションに経験やノウハウが必要となるため、人によっては操作に慣れるのに時間がかかることがあるのです。そのため、3次元CADを導入したものの、3次元CADを効率よく活用できず、工数がかかり納期に間に合わないということで、効率の良さや生産性向上を求めて技術設計者が諦めてしまい2次元CADに戻ってしまうケースもあります。

プレス金型の設計に適したCADの特徴

上記のような要因により、設計時間を短縮するために、2次元設計と3次元設計を併用できるCADで、できれば技術的に構造設計が簡単なソフトがおすすめといえるでしょう。2次元と3次元、それぞれのメリットを生かして、金型設計をしていく必要があるのです。

プレス金型の設計におすすめの製品

現在、市場にはさまざまなCAD製品が存在していますが、プレス設計をするのであれば、「PowerSHAPE」は評価が高くおすすめします。PowerSHAPEは、金型や工具、そして複雑なパーツを設計するためのモデリングソフトウェアです。柔軟に対応できるソリッドやサーフェス機能を用いて、金型設計を容易に行うことができます。

3次元測定機などからのメッシュデータに対して、容易に解析・編集可能なリバースエンジニアリング機能もあり幅広く対応できる3次元CADです。FeatureCAMへ直接データを渡せるので、CAMへのデータ互換性による心配もなく、簡単に連携して、NCデータへと自動作成で展開できます。さらに、主要なCADで構成された中間ファイルや一般的なCADソフトウェアを提供している企業のフォーマットに対応しているので、PowerSHAPE以外で作成されたファイルの読み込みなども容易に行えるでしょう。

2次元、3次元設計にも利用でき、オプションでさまざまな支援やサポートを受けることができるので、金型設計に非常に適しているソフトウェアといえます。

金型設計のおすすめCADを使ってみよう

CADを用いて金型設計を行う場合、3次元CADが主流となっているケースも多いのですが、効率性などの課題により2次元CADを併用していることも少なくありません。設計時間を少しでも短縮するためにも使いやすいソフトで、なおかつ、2次元設計や3次元設計に対応しているCADがよいでしょう。今回ご紹介したCADは、金型設計などを容易にさせてくれるモデリングソフトウェアです。CAMへのデータ互換性も十分ですので、一度検討をしてみてはいかがでしょうか。

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