3Dプリンタの前に、3Dデータの成り立ちを知ろう

一般社団法人3Dデータを活用する会 @3DGAN

3Dプリンターも3DスキャナもドローンもVRも、なんか最近は昔からある技術と道具を、お安く作ってどう新しいモノに見せるか(提案するか)という事のように思えてきました。悪い話ではないと思います。ウォークマンだって別に新しい技術では無かったので

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いつも言ってますが、3Dプリンターが知られたことで最も嬉しいのは「3D」とはモノを作るジャンルの言葉でもあると認識された事です。3D CADとかデータとかまず認知されていませんでしたから。3Dプリンター以前は3Dとは映像ジャンルの言葉としてのみ認知されてましたからね(・ω・)

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3Dデータを製造に使おうって、もう30年ほどの歴史があって、製造業では普通の事です。ずっと前から。でも最近3Dプリンターから3Dデータを意識し出した人って、この経緯を知らないんですね。仕方ない事です。どうして製造業ではモノを作るのに3Dを使うようになったか？説明出来ますか？

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ちなみにワタシたち、当会の理事が3D CADの仕事を始めたのはみんな20以上前からです(・ω・)

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製造業に3Dデータを使おう、となった源流には、NC制御で金型を彫ろう、という製造生産からの要請と、作る前に構造の強さとか分かるといいよね、という解析の二つの側面があったんですよ。もちろんどちらも3D以前の方法があったのでそこから理解した方がより理解は深まります(・ω・)

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製造業でなぜ3Dデータを使い始めたのか？試作ってあるんですが、試作は少数なのでこれを沢山作る事を生産と言いますが、生産のためには型が欠かせません。型がないと同じモノを沢山作れないからです。この型をどう作るのか？が3Dでモノを作ろうよ、の最初の大きな動機であることは間違いありませ

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クルマのボディを例に。ボディはつまり鉄板を曲げた部品ですが、昔々木で作ったクルマの形＝木型に薄い鉄板を金槌でトンカン打ち付けて曲げてました。そうすれば鉄板に木型の形を写し取れる訳です。まあ、ある種の型ですよね。でもこれだと遅いし木型が壊れちゃうんです。鉄板は柔らかくないとダメだし

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で、この木型を写し取れないか？と考えたのが、倣い加工です。元の木型を１個作って、それを工具でなぞると、その工具がリンクでつながったドリルが同じように動いて木材を削り同じ木型が出来るって仕組みです。これ倣い加工。北海道土産の木彫りの熊などもこれで作られてましたよ(・ω・)

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この倣い加工は大変便利でしたが、あれ？と気づきます。これ、今は木型を複製してるけど、固い金属を彫り込めれば、凸は凹になるんじゃね？(形をポジからネガとして写しとる)って話です。

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で、80年代までこの倣い加工は普通に使われてましたが、コンピュータが登場して(といっても専用の基板ですよ)、あれ？工作機械をこのコンピュータで動かせばいいんじゃね？ってなりました。数値制御、NCの誕生です(実際は米国の軍事用ではもっと古いですが)

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あれ？コンピュータがついた工作機械は、数値制御なので「倣う対象物」って要らなくね？数値でよくね？となったのは必然なんですよね。但し今より価格がべらボーに高価だった事を除けば、ですが。昔々はNCなんて高価な機械で金型なんて作ったら割に合わない、と普通に言われてました。

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で、当時倣い加工をやめてNCでやろうよ、というコンセプトを「木型レス」って呼んだんです。ね？分かりやすいでしょ？倣うための木型はもう要らない、それは数値としてコンピュータの中にあるんだ、ってなわけです。

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まあ、平面と直線の加工であれば、数値を入力すればいいので、これは早かった。問題は自由曲面なんてすよね、これが(・ω・)

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まあ、もうわかりますよね。数値制御で動く工作だ機械君は、倣うための物理的な対象を必要としない、その代わり工作機械君は自分が動くために倣う対象物、数値、つまり立体を算数で表した、データが必要だったんですよ。

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これが、製造業における3Dデータを使うようになった最初の経緯です。80年代ですね。MicrosoftもAppleも、あったかなー？まだないね、という頃ですかね(・ω・)別にコンピュータと通信歴史はその二社から始まった訳じゃないですよ、もっと古いです

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これが、3Dデータをモノを作るのに使おうよ、という最初の話。でもまだ先はあって、ここまで「生産と製造」が主旨だった3Dデータは、さらに前段階「設計」で使われるようになります。これが90年代初頭です。これだけ見ても古い話でしょ？(笑)

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まあ、印刷の世界でもフィルムや写植とかの代わりにデータになっていって今があるのでしょうから、似てるっちゃにてます。IT化はみんなそう。

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3Dプリンターだー！は、まったく結構ですし嬉しいことです。けども、それはつまり3Dデータをどうしてるのか？という話がほぼ、ほとんどの話なんですよ(・ω・)