3Dプリンターにより、3次元モデルを元に実際の「模型」を作成するサービス
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3D模型サービス

サービス開始日:2010.07.13

サービス概要

フォーラムエイトでは「3D模型サービス」を開始しました。
これは、UC-win/RoadEngineer's Studio®始め、UC-1シリーズAllplanなどから出力される、あらゆる3次元モデルを3Dプリンターにより実際の「模型」を作成するサービスです。

この「3D模型サービス」では、Zコーポレーション社製の最上位機種Zprinter650を使用しています。
Zprinter650は、インクジェット法によるフルカラーの3次元モデル出力が可能であり、造形範囲は横幅254mm×高さ381mm×奥行き203mmと業界最大クラスです。
また、適当な位置で分割することによって、この造形範囲で作成した模型を並べ接続することで造形範囲を超える大きな模型でも制作可能です。

Zprinter650はSTL, VRML, PLY, 3DS, ZPRのファイル形式の読み込みが可能ですが、3dsMax等他の3Dモデルツールを使用することで利用可能なファイル形式の幅は広がります。
そうすることで、ほとんどの3次元モデルフォーマットを出力できると考えられます。

▲Zprinter本体(東京本社ショールーム)

下図はUC-win/Roadのモデルを変換して作成した、ジャンクションのモデルと、UC-win/FRAME(3D)の動的非線形解析の結果により変位が生じた橋脚のモデルをZprinterで出力したものです。
ジャンクションのモデルでは、複雑に線形が絡むジャンクションの形状と、地形、鉄塔や換気所などの細部まで再現されていることがわかります。

▲大橋JCT断面模型

UC-win/FRAME(3D)では加速度を与えた際の変形を時間毎に3dsフォーマットで書き出すことができます。
その3dsモデルをそのまま利用し、Zprinterで出力しています。変形の状態が静止した模型となって出力されています。

UC-1シリーズのモデルも3ds形式での出力が可能ですので、3D模型を作成することが可能です。
Allplanも3ds形式の出力が可能ですので、建築模型を作成することも可能です。

UC-win/Roadのモデルについてさらに詳しく説明します。
アリゾナ州立大学の小林准教授と開発した3dsMaxのプラグインPovray to Maxを使用して道路データ、地形データ等を3dsMaxにインポート、造形範囲を確定したり、カットなどモデルデータの調整を行います。
その後、現在多くのCGソフトがサポートしているOBJファイル形式でエクスポートし、3Dモデル造形のための修正に特化したツールMagicsへインポートします。
Magicsでは造形時のエラーチェックと修正を行い造形用にデータを整え、最終的にZprinterで造形出力をかけています。

造形時間は小さいもので数十分から、大きいもので数時間~十数時間かかりますが、建築模型や大型の都市模型を作成する手間を考えると、データさえそろえば非常に短時間で模型が作成できます。
デザイン検討や詳細確認、展示など様々な目的に3次元模型が使えることは言うまでもありません。

関連情報

サービスの概要と特長

3D模型サービス Web見積サービス

フォーラムエイトでは、3D模型サービスの一環として「3D模型サービス Web見積サービス」の提供を開始いたしました。
サービス価格をWEB上での簡単操作にて御見積もりいたします。

3D模型サービス見積例

(価格は税込表示です)

1 : 大師ジャンクションモデル

▲主たる模型の制作範囲 :
縦25(cm)×横23(cm)×高さ2(cm)

総作業工数(小計A) 2.6(h)
工数単価(小計B) ¥36,220
直接人件費(小計C=A*B) ¥94,172
一般管理費(小計D) ¥113,006
材料費、間接費(小計E) ¥42,882
合計(C+D+E) ¥275,000
(税抜¥250,000)

>> 詳細見積表
2 : 大橋ジャンクションモデル (北側分割モデル)

▲主たる模型の制作範囲 :
縦23(cm)×横30(cm)×高さ13(cm)

総作業工数(小計A) 4.1(h)
工数単価(小計B) ¥36,220
直接人件費(小計C=A*B) ¥148,502
一般管理費(小計D) ¥178,202
材料費、間接費(小計E) ¥293,296
合計(C+D+E) ¥682,000
(税抜¥620,000)

>> 詳細見積表

大師JCT、大橋JCTモデルは、首都高速道路(株)のコンテスト受賞作品です。

■第5回 3D・VRシミュレーションコンテスト
グランプリ (2006)


大師ジャンクションと大師換気所施工シミュレーション
■第8回 3D・VRシミュレーションコンテスト
グランプリ (2009)


首都高速道路 大橋JCT 走行支援策 VRデータ

3Dプリンタでの模型出力の様子

3Dプリンター「Zprinter650」は、STL, VRML, PLY, 3DS, ZPRのファイル形式の読み込みが可能ですが、3dsMax等他の3Dモデルツールを使用することで利用可能なファイル形式の幅は広がり、ほとんどの3次元モデルフォーマットを出力できると考えられます。

1.Zprinter650で出力
2.出力後、粉を落とす
3.石膏を吸引(バキューム)
4.さらに粉を落とす(デパウダー)
5.含浸剤塗布
6.完成

プロジェクションマッピングへの活用

UC-win/Road、3Dエンジニアリングサービスを活用した投影シミュレーションにより、事前にスケールモデルやVRデータでイメージの確認が可能。コンテンツの検討、確認、打合せ、発注者への説明・アピールの他、イベントの事前、事後の展示による宣伝にも利用できます。

サンプル画像

▲Zprinter650

▲大師ジャンクションモデル3D模型
(大師JCTモデルは、首都高速道路(株)の
コンテスト受賞作品です。)
第5回 3D・VRシミュレーションコンテストレビュー

▲メディア芸術センター(BuildLiveTokyo2010)

▲実大三次元震動破壊実験施設(E-ディフェンス)

▲豊前田細江地区 商店街
(ふくだぶろーぐ 2010,11,08記事
「豊前田細江夢づくり会議:
VR+3Dプリンター模型」より写真抜粋。
https://fukudablog.hatenablog.com/entry/20101108/1289185200)

▲渋谷風解析モデル

3D模型サービス標準見積表

標準見積表

作業分類 作業項目 補正
係数
工数 入力 見積
工数
備考
Roadデータから3dsMax変換 地形、道路線形   0.8 0.800 0.000 見積距離20kmまで以降
20km毎に0.4プラス
モデルデータ配置   0.3 0.300 0.000 0.3/10モデル以降
10モデル毎0.15
出力データ準備 3Dデータ出力用修正作業   0.5 0.500 0.000 精度レベル標準0.5、
高品位1.0
出力作業 3Dプリンター出力準備   0.2 0.200 0.000 必須作業準備
後処理 含浸作業   0.8 0.800 0.000 詳細度レベル標準0.8、
高詳細度1.6
(A) 作業工数 2.6  
フォーラムエイト技術者標準作業内訳表
技術者種別 工数 技術者単価
技術者工数単価(1人) 技師A 10% ¥5,120
技師B 30% ¥12,180
技師C 40% ¥13,120
技術員 20% ¥5,800
(B) 工数単価 ¥36,220
直接人件費
(C) 直接人件費  合計(C)(A)(B) ¥0
一般管理費
(D) 一般管理費 (直接人件費の120%) 機械損料保守費等を含む
    ※最低固定管理費として直接人件費¥50,000未満の場合は一律¥60,000とする。
¥0
経費
  (cm3) 単価(円/cm3
材料費、
ヘッド償却費
主たる模型の制作範囲(cm3)×22(円/cm3)

メインとなる物体がある制作範囲縦(cm)×横(cm)×高さ(cm)×22(円/cm3)
  22 ¥0
材料間接費 (材料費、ヘッド償却費の50%) ¥0
(E) 経費小計 ¥0

消費税
(F) 消費税 ¥0

見積総合計額
見積総合計額 (C)(D)(E)(F) ¥0

事例 : 大師ジャンクションモデル

3D模型作成工数
作業項目 単位工数 入力 見積工数
地形、道路線形
Roadデータを3dsMax変換
20kmまで 0.8 1 0.8
超過20km毎 0.4 0 0
モデルデータ配置 10モデル配置まで 0.3 1 0.3
超過10モデル配置毎 0.15 0 0
3Dデータ出力用修正作業 精度レベル標準 0.5 1 0.5
3Dプリンター出力準備 必須作業準備 0.2 1 0.2
含浸作業 詳細度レベル標準 0.8 1 0.8
(A) 作業工数 2.6

フォーラムエイト技術者標準作業内訳表
技術者種別 工数 技術者単価
技術者工数単価(1人) 技師A 10% ¥5,120
技師B 30% ¥12,180
技師C 40% ¥13,120
技術員 20% ¥5,800
(B) 工数単価 ¥36,220

直接人件費
(C) 直接人件費  合計(C)(A)(B) ¥94,172

一般管理費
(D) 一般管理費 (直接人件費の120%) 機械損料保守費等を含む
    ※最低固定管理費として直接人件費¥50,000未満の場合は一律¥60,000とする。
¥113,006

経費
材料費、ヘッド償却費 体積(cm3) 単価
主たる模型の制作範囲(cm3) 1150 28 ¥32,200
    お値引き ¥-5,478
材料間接費 割合 材料費
材料費、ヘッド償却費の50% 50%   ¥16,100
(E) 経費小計 ¥42,822

消費税
(F) 消費税 ¥25,000

見積総合計額
見積総合計額 (C)(D)(E)(F) ¥275,000(税抜¥250,000)

事例 : 大橋ジャンクションモデル(北側分割モデル)

3D模型作成工数
作業項目 単位工数 入力 見積工数
地形、道路線形
Roadデータを3dsMax変換
20kmまで 0.8 1 0.8
超過20km毎 0.4 0 0
モデルデータ配置 10モデル配置まで 0.3 1 0.3
超過10モデル配置毎 0.15 0 0
3Dデータ出力用修正作業 精度レベル標準 0.5 2 1.0
3Dプリンター出力準備 必須作業準備 0.2 2 0.4
含浸作業 詳細度レベル標準 0.8 2 1.6
(A) 作業工数 4.1

フォーラムエイト技術者標準作業内訳表
技術者種別 工数 技術者単価
技術者工数単価(1人) 技師A 10% ¥5,120
技師B 30% ¥12,180
技師C 40% ¥13,120
技術員 20% ¥5,800
(B) 工数単価 ¥36,220

直接人件費
(C) 直接人件費  合計(C)(A)(B) ¥148,502

一般管理費
(D) 一般管理費 (直接人件費の120%) 機械損料保守費等を含む
    ※最低固定管理費として直接人件費¥50,000未満の場合は一律¥60,000とする。
¥178,202

経費
材料費、ヘッド償却費 体積(cm3) 単価
主たる模型の制作範囲(cm3) 8970 28 ¥200,928
    お値引き ¥-8,096
材料間接費 割合 材料費
材料費、ヘッド償却費の50% 50%   ¥100,464
(E) 3D模型作成基本単価 ¥293,296

消費税
(F) 消費税 ¥62,000

見積総合計額
見積総合計額 (C)(D)(E)(F) ¥682,000(税抜¥620,000)

製品購入/お問い合わせ窓口


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画面サンプル

▲メイン画面

▲描画設定

▲断面計算の入力画面

▲4万5千節点モデル

▲平板要素のひび割れ図

▲平板要素の自動メッシュ分割

▲平板要素のコンタ図

▲平板要素への面分布荷重載荷

▲平板要素に地盤ばねを自動生成

▲3次元コンタ図と
2次元切断面図

▲ケーブル要素の大変位解析

▲断面と連動したM-φ特性

▲緩衝装置用のばね特性

▲DXF/DWG形式
インポート/エクスポート

▲IFC形式エクスポート

▲RC非線形梁の偏差ひずみ
第2不変量(重み平均後)

▲照査でNG 部材の赤表示

Q&A(製品評価や導入の際に役立つQ&Aです)

何ができるのか?

3次元汎用解析ツールとして、2次元モデルから3次元立体フレームモデルまで作成可能です。
また、板要素を使用したFEMモデルも作成可能で、部材は線形要素から非線形要素まで、荷重も静的荷重から動的荷重まで対応可能となります。

どのような計算に活用できる?

橋梁の静的解析や動的解析、河川構造物の耐震計算や水道施設の耐震診断、建築構造物の計算に活用できます。
また、他社にない機能としまして弊社のUC-1設計シリーズの橋台・橋脚・基礎・震度と連携して、保耐法の計算データから動的解析が可能なデータを自動生成可能です。

報告書として成果に活用可能?

もちろん可能です。ただし対象を桁橋や直線橋などに限定していませんので、出せるものは計算書レベルの出力となります。
Excelへのカット&ペーストが可能ですので報告書のひな形へ貼り付けながら結果をとりまとめることが可能です。

どのような基準に対応している?

橋梁設計で使用される道路橋示方書のH14年版、H24年版、H29年版に対応しています。
また、断面照査ではコンクリート標準示方書の限界状態設計法にも対応しており、構造物の照査まで可能です。

どのグレードを購入すればよい?

線形解析、静的解析メインの方はLite版、フレーム解析で非線形解析、動的解析まで必要な方はadvanced版、非線形のFEM解析が必要な方はultimate版をご購入下さい。

入力について不明な場合は?

製品ヘルプもしくはHPに電子マニュアルに製品詳細と操作法を準備しております。その他、定期的に開催される有償セミナーでは静的解析モデル、動的解析モデル、FEMモデルの3つのモデル化の講習が受講でき講師と質疑応答も可能です。また有償となりますが、計算モデルを作成する解析支援サービスもあり年間100件を超える実績がございます。
解析支援サービス:https://www.forum8.co.jp/product/ucwin/ES/ESkaiseki.htm


 >> サポートページ Engineer's Studio® Q&A集

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