自動車や航空機など幅広い分野で活用されるＣＡＤソフト「ＣＡＴＩＡ（キャティア）」などを提供するダッソー・システムズ（東京都品川区、鍛治屋清二社長）。２０１７年に入り、複雑形状の軽量化部品を設計できる機能「ファンクション・ドリブン・ジェネレイティブ・デザイナー（ＧＤＥ）」をキャティアに追加した。

　このＧＤＥの主要な用途の一つが航空機の金属部品の３Ｄプリンター向け設計だ。ＧＤＥでは、コンピューター利用解析（ＣＡＥ）によって理論的に最適な形状を導き出す手法「トポロジー最適化」を用いる。

　まず、航空機胴体やエンジンの固定を補強するフランジの設計では、設計データのうちボルト用の穴の位置など変更できない条件を決める。

　それ以外の形状は最適化するよう設定すると、部品の強度を保ちながら不要な部位を落とした複雑形状が自動算出される。従来の加工可能な設計に比べ、約６０％軽量化できた例もあるという。

　だが、現在の３Ｄプリンターの造形精度では、トポロジー最適化で導き出した複雑形状を作れない場合もあるのが実態だ。そのため、ＧＤＥ上で条件設定を緩和して、切削加工で処理できる形状を算出することもユーザーに提案しているという。

　この場合には、ＧＤＥで工具の太さや長さなどの制約を付けて形状を作ることができる。「従来の加工法を含め最適な技術の組み合わせを突き詰めていく」（３ＤＳビジネストランスフォーメーション事業部）考えだ。

　海外では３Ｄプリンターで航空機の金属部品を製造する例があるが、国内メーカーの造形ではまだ品質などに課題があるとされる。プリンターの制御技術や造形物の熱変形など、積層造形には特有の課題が多いためだ。

　ダッソーは、設計からシミュレーション、生産に至るまで各種ソフトウエアを幅広く手がける。３Ｄプリンターの技術課題を乗り越えるため、今後も機械メーカーなどとの連携を深めていく方針だ。
（文＝田中明夫）