5軸マシニングセンタを用いた高精度リバースエンジニアリング

点击翻译按钮获取中文摘要

【研究目的】3Dプリンタを使ったものづくりは便利ではあるが、精度不足、強度不足の問題が常に付きまとう。そこで、3Dプリンタにて作製していたものを5軸マシニングセンタ(以下MC)にて削り出しで作製することで、様々な材料が選択でき、はるかに精度の良いものができる。本研究では5軸MCと3Dスキャナを用いたリバースエンジニアリング技術の確立、システムの構築を目的とする。今回の研究では人体の顔を作製する。複雑で見栄えのするもの、様々な分野の方に興味を持ってもらえるもの、オーダーメイド医療との産学連携、以上の3点を意識し人体の顔に決めた。3Dスキャナ使用時のスキャニング技術、スキャンした形状データを修正・補完する技術、5軸MCの加工技術・ノウハウを蓄積し、5軸MCを用いたリバースエンジニアリング技術を確立する。【研究方法】(1) 3Dスキャナ「EinScan-Pro」にてマネキンの顔をスキャンし、形状データを取得。(2) スキャンした形状データをポリゴンデータ編集用ソフト「Meshmixer」のスクリプト機能を使い編集。(3) 5軸MC用CAMソフト「hyperMILL」にてNCプログラムを作成。(4) シミュレーションソフト「VERICUT」にて加工プログラムの確認。(5) 5軸MCにてアルミ合金を削り出し、顔を作製。(6) 3Dプリンタ(ABS樹脂)にて顔を作製。(7) 5軸MCで削り出した製品と3Dプリンタで作製した製品を比較し、精度、強度、見た目の美しさを検証。【研究成果】5軸MCにて、アルミニウム合金を削り出し、顔を作製した。3Dプリンタよりも高精度、高強度で美しい仕上がりの顔を作製することができた。今回の研究で、3Dスキャナの当てる角度、距離、動かすスピード等のスキャニング技術、スカルプト機能を使いポリゴンデータを編集する技術、ポリゴンデータからNCプログラムを作製するCAM技術が得られ、3Dスキャナと5軸MCを使用したリバースエンジニアリング技術を確立することができた。今回はアルミニウム合金にて顔を作製したが、5軸MCを用いることで様々な材料でリバースエンジニアリングを行うことが可能となった。