AM及びジェネレーティブデザイン関連ソフトウェアまとめ

近年がぜん注目のアディティブマニュファクチャリング(AM)やジェネレーティブデザイン。ただ、それに関連したソフトウェアは多数あり、どの会社も同じように聞こえの良いことを言っているので、これからAMに参入したいと思っている人にとっては違いが分かりにくいです。
それを割と分かりやすく解説してくれている記事があったので、自分の備忘録も兼ねて要約しとこうと思います。主観や個人的な感想も混ざって書いているので、元ソースを読みたい方はこちらから。

ジェネレーティブデザインで設計した3Dモデルをどうやって製造するか？

ソフトウェアの紹介をする前にまず、製造上の制約のお話から。これは切削や鋳造など従来の製造方法でも、AMであっても課題となります。データ上はいくらでも自由な形を作れますが、それを実際製造するとなると話は別です。使うAM技術やマテリアル、サポートの有無によっても変わりますが、オーバーハングやアンダーカット、薄い壁などはAMでも製造は簡単ではありません。それらの要素をどうしても製造したい場合は、角度や速度などの制限が必要です。

なので、近年のAMソフトウェアはAIやマシーンラーニングも使い、適用する製造方法に合わせて非現実的な要素を事前に削除できるようになっています。その削除フィーチャーの設定方法で、デザイナー向け、製造プロフェッショナル向けと大まかに分けることができます。

【チェックボックス方式】デザイナー、デザインエンジニア、機械設計者におすすめ

彼らの役割は、新しい形状や最適化した製品設計をすることであって、製造上の細かい制約全てを理解しておく必要はありません。なので、ざっくりとした解析や制約が分かって、あとは自由にデザインできた方が効率良いですよね。

このチェックボックス方式では、削除したいフィーチャーにチェックを入れ、厚みや径などの最大最小値を入力すれば、解析ボタンを押すだけ！あとは機械が頑張って計算してくれます。製造上難しい構造でも、それが大事ならチェックを外しておけば作ってくれます。それを採用しているのがこちらのソフトウェア。

Autodesk Fusion 360
モデリングとジェネレーティブデザインを同じ環境下で行えます。なので、一度ジェネレーティブデザインで作った形状をまた通常のモデリングに戻って調整する、ってことが簡単にできるのがすごく便利です。また、この計算をクラウド上でやってくれるので、パソコンのCPUに寄らないのが嬉しい点でもあります。
ただ、解析をかけるのにその都度課金が必要で、更に計算後のデータを保存するのにもまた課金しないといけません。そしてそれがそんなに安くない。標準機能はお得に利用できるFusionですが、ちょっと騙された気になるのは私だけでしょうか。

Autodesk Netfabb
同じAutodeskですが、これは主にファブリケーション用のソフトです。スライシングしたり、ビルディングチャンバー内でプリントするモデル配置をしたり、メッシュを修正したりなどが主な使い方です。
なのでこの中でモデリングはできませんが、標準的なラティス構造を入れたい場所を選択するだけで作製できたり、簡単な解析ができたりします。

nTopology
この分野ではかなり新興で、NYを拠点としている企業です(おしゃれ！)。主に軽量化を目的としたラティスや膜状構造の生成を行います。豊富な構造ライブラリと、直感的で分かりやすいインターフェース、ドラッグアンドドロップで構造を変更できる簡単さが◎また、トポロジーごとに解析する従来のソフトウェアと異なり、空間内のポイントからの距離で形状を判断し方程式を使って解析するため、圧倒的に計算速度が早い(らしい)。昨年のFormnextでも大人気でした。これは一度使ってみたいです。詳しくはこちらに。

Alter OptiStruct
トポロジーオプティマイゼーションなどを行う解析ソルバー。Alterの解析ソフトにはOptistructとInspireの二つがあって、後者はより複雑な形状の解析、設定が可能。解析エンジニア向けのソフトかと思ってたけど、Optistructの方はデザイナーフレンドリーらしいです。AlterのWEBサイトをの覗いてみたらソリッドモデリングのソフトウェアもあるらしいので、Fusionみたいな感じで使えそうですが、自由形状を作るってよりは機械設計者向けって印象。

【詳細設定方式】解析エンジニア、製造エンジニア向け

ANSYS、Altair Inspire、Paramatters
こちらは先に挙げたソフトに比べて、より細かい設定ができる仕様になっているようです。私はここは専門外で、個別の特徴はちょっと分かりません。ごめんなさい。詳細気になる方は調べてみてください。

さいご、Grasshopperのプラグイン

最後に、Grasshopper環境下で動くジェネレーティブデザインのプラグインも、もちろんあります。Garapagos、Octopus、Millipede、Eliseとかですかね？プただログラミング的な作り方をしていくので、元々素養がある人は抵抗感なく使えますが、そうでない人には先にに挙げたソフトの方が理解しやすいです。Grasshopperは私もまだまだ勉強中ですが、AM以外でも本当に色んなことができるので、使いこなせたら最強になれると思ってます。とりあえずこちらの記事にあるプラグインは全て無料なので、入れとこう。

こんな感じで、主だったソフトウェアはこんなところです。個人的な印象は、お手軽にAMっぽい構造を作りたいときはチェックボックス方式はすごく簡単で便利。色んな要素が組み合わさったより複雑な形状を作りたいときも、元となるCADデータの作り方を工夫すればある程度できそうな感じがします。でもやっぱり餅は餅屋。最終的には細かい解析が必要なので、近くに(デザイナーに対してポジティブな)解析エンジニアがいれば、なるべく早い段階で一緒にやりたいです。


他にもおすすめソフトや使い方などあったらぜひ教えて下さい！