「3次元測定機だけでは測れない」自由曲面の壁。リバースエンジニアリングでどこまで再現できるか？

～図面のない金型・デザインモデルを「使えるCADデータ」にする方法～

 

「昔の手作り木型（マスターモデル）があるが、図面がない」

「長年使って摩耗した金型を、現物通りに再生したい」

「3次元測定機で測ろうとしたが、曲面が複雑すぎて測定点が取りきれない」

 

ものづくりの現場では、こうした「カタチはあるのに、データがない」という課題に直面することが多々あります。

 

従来の接触式「3次元測定機（CMM）」は、幾何公差（穴位置や平面度）の測定には最強ですが、なめらかな自由曲面（フリーフォームサーフェス）の測定となると、とたんに弱点を見せます。

 

本記事では、接触式測定の限界と、それを突破する「非接触3Dスキャン」を活用したリバースエンジニアリングについて解説します。

 

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◆なぜ、3次元測定機では「自由曲面」が測れないのか？

 

接触式の3次元測定機は、プローブ（探針）をワークに当てて座標を取得します。つまり、あくまで「点」の集まりでしか形状を捉えることができません。

 

例えば、複雑なカーブを描く自動車部品や、人の手に馴染むように作られた工具のグリップなどを測る場合、点を100箇所打っても、「点と点の間」の形状は想像で補う（直感的に繋ぐ）しかありません。

これでは、元の形状を忠実に再現したとは言えません。

 

 

解決策は「面」で捉える3Dスキャン

そこで活躍するのが、非接触型の3Dスキャナです。

レーザーやパターン光を照射することで、対象物を「数百万点の点群データ（ポイントクラウド）」として一瞬で取り込みます。

 

「点」ではなく「面」として形状を丸ごとコピーするため、複雑な凹凸も、微妙な歪みも、ありのままにデジタル化できます。

 

 

(数百万の点で形状を捉えるため、複雑な曲面も忠実に再現可能です)

 

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◆「スキャンして終わり」ではありません！株式会社関東精密の強み

 

しかし、ここで注意が必要です。3Dスキャンして得られるデータ（STL/メッシュ）は、そのままではマシニングセンタで加工できません。

多くの「スキャン代行業者」はここで終わってしまいますが、製造業の現場で必要なのは「加工できるCADデータ（STEP/IGES等）」です。

 

株式会社関東精密のリバースエンジニアリングは、ここが違います。

 

 

1. 「加工」を知り尽くしたモデリング

スキャンデータは、表面のゴミや傷まで拾ってしまいます。これをそのままCAD化すると、加工面が汚くなってしまいます。

私たちは切削加工のプロですので、「ここは平面であるべき」「ここはRで繋ぐべき」という設計意図を読み取りながら、「美しく、加工しやすいサーフェス（面）」に張り替えます。

 

 

2. そのまま「製作」までワンストップ対応

データを作るだけではありません。作成したCADデータを用いて、自社の5軸マシニングセンタやワイヤーカット機で、実際の部品加工まで一貫して対応可能です。

「データ会社」と「加工会社」を往復する必要がないため、納期もコストも圧縮できます。

 

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◆こんな「困った」を解決しています（事例）

・破損した海外製部品の復元

取り寄せに数ヶ月かかる海外製機械の部品が破損。破片をつなぎ合わせてスキャンし、図面を起こして国内材で製作・交換した。

 

・職人の手仕上げ形状のデジタル化

ベテラン職人が手作業で調整していた治具の形状をスキャン。デジタルデータ化することで、誰でも同じ精度の治具が作れるようになった。

 

・摩耗した金型の肉盛り補修

摩耗した金型をスキャンし、新品時のデータと比較（カラーマップ評価）。減っている部分だけを特定し、溶接・再加工で延命させた。

 

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まとめ：図面がないからと諦める前に

 

「形あるもの」であれば、データ化し、再現できる可能性があります。

「3次元測定機では測れないと言われた」「他社で断られた形状だ」という場合も、ぜひ一度ご相談ください。

 

横浜・川崎エリアはもちろん、遠方からのご郵送での測定・解析依頼も承っております。

 

 

[リンク：実際の事例をもっと見る（リバースエンジニアリング詳細）]