3D CAD/CAM/CAEのFusion360で押し出し回転を使った円筒と円柱のモデリング作業を紹介します。

3D CAD/CAM/CAEのFusion360は

  • 1か月7,700円
  • 1年間61,600円(1か月あたり5,134円)
  • 3年間166,100円(1か月あたり4,614円)

と、低価格で利用することができます。
また、従業員数10名以下、年間収益10万ドル未満の企業のユーザ向けのスタートアップ企業向けライセンス
非商用目的の個人利用であれば1年間無料ライセンスを使用することができます。

スケッチと押し出し、回転を使って円柱の作成

Φ35とΦ30の段付きの円柱です。

図面のPDFはこちらです。
3DCAD Fusion360練習用図面

作業手順は

  1. XY平面、XZ平面、YZ平面の選択
  2. 2Dで円柱のスケッチ
  3. 押し出し、回転を使って3D化

になります。

最後に動画があるので確認してください。

押し出しを使ってモデリング

XY平面、XZ平面、YZ平面の選択

ただのモデリングであれば、どの平面でも構いませんが、
このモデルを何に使うか、どのようなスケッチをするかイメージしてから平面の選択をします。

今回はXY平面を選択して、Z軸とモデルの中心軸を合わせて、押し出しでモデリングします。
(XY平面で円のスケッチをして円柱を作成)

スケッチを作成とXY平面を選択します。

Fusion360 スケッチを作成とXY平面の選択

2Dで1段目円柱のスケッチ

中心と直径で指定した円を選択して
原点を選択します。

Fusion360 円を選択して原点を選択

原点を中心とした円をスケッチして寸法を入力します。
35です。

Fusion360 円を作成して寸法入力

スケッチと寸法入力が終わったら
スケッチを終了します。

Fusion360 スケッチを終了

スケッチが終了したら
緑枠部の押し出しを選択して
3D化する面を選択します。

Fusion360 押し出しを選択して3D化する面を選択

3D化する面を選択したら寸法を入力します。
20です。

Fusion360 押し出し量を入力

3D化したモデルを動かして確認をして問題がなければOKを選択して終了します。

平面の選択

一段目の円柱部が作成出来たら2段目の円柱部を作成します。
作成したモデルの上面にスケッチをします。

スケッチを作成とモデル上面を選択します。

Fusion360 スケッチを選択とモデル上面を選択

2Dで2段目円柱のスケッチ

中心と直径で指定した円を選択して
円のスケッチと寸法を入力します。
30です。

問題がなければスケッチを終了します。

Fusion360 モデル上面にスケッチを作成

押し出しを使って3D化

寸法を入力してスケッチを終了したら
緑枠部の押し出しを選択して
3D化する面を選択します。

Fusion360 モデル上面で押し出しを選択

3D化する面を選択したら
数値を入力してOKを選択します。
入力する数値は30です。

Fusion360 モデル上面にスケッチに押し出し量入力

寸法を入力してOKを選択したら
モデルを動かして確認をします。
問題がなければ完成です。

Fusion360 押し出しで作成した円柱モデル2

回転を使ってモデリング

XY平面、XZ平面、YZ平面の選択

今回はXZ平面を選択して、Z軸とモデルの中心軸を合わせて、回転でモデリングします。
(XZ平面で線分のスケッチをして円筒を作成)

スケッチを作成とXZ平面を選択します。

Fusion360 スケッチを作成とXZ平面を選択

2Dで円筒全体のスケッチ

図面と同じ向きでスケッチをするのでビューキューブを使って軸の向きを変更します。
Z軸を下の図面のように変更します。

Z軸と平行に円柱のスケッチを作成

ワークスペース右上にあるビューキューブの緑枠部の矢印を選択して向きを変えます。

Fusion360ビューキューブを左に90度回転

90度毎に回転するので自分のスケッチに合わせて向きを変更します。
Fusion360ビューキューブの軸を図面に合わせる

回転を使ってモデルを作成する場合橙枠部のスケッチをします。
Z軸を中心に回転させるので、Z軸(回転軸)から片側のスケッチをします。
(今回は軸より上をスケッチをしますが下をスケッチをしても同じモデルが作成できます)

3DCADで回転を使うときは半分をスケッチ

線分を選択して
原点を選択します。

Fusion360 線分を選択して原点を選択

線分を選択して原点を選択したら
寸法を気にせず、図面と同じようなスケッチをします。

Fusion360 線分を使って図面と同じようなスケッチの作成

図面と同じようなスケッチをしたら
スケッチ寸法を選択して寸法入力するスケッチを選択します。

寸法入力するスケッチを選択したら橙枠部に数値を入力しますが
回転の場合、回転方向の数値は半径を入力します。

直径の35と、その後に/2を入力します。

Fusion360 寸法を半径入力

35/2で入力しましたが、表示は半径の17.5で表示されます。

ほかのスケッチも径方向は/2を使って寸法を入力していきます。
長方向は正寸で数値入力します。

Fusion360 長方向は正寸入力

入力した数値に問題がなければスケッチを終了します。

Fusion360 入力した寸法を確認してスケッチを終了

回転を使って3D化

スケッチが終了したら
回転を選択して回転軸を選択します。

Fusion360 回転を選択して回転軸を選択

回転軸を選択すると3Dモデルが作成されるので問題がなければOKを選択します。

Fusion360 完成したモデルの確認

軸を間違えて選択すると下の画像のモデルになります。

Fusion360 間違えた軸を選択した場合のモデル

OKを選択したらモデリング作業終了です。
モデルを動かして問題がなければ完成になります。

Fusion360 回転を使って完成したモデルの確認

スケッチと押し出し、回転を使って円筒の作成

Φ35とΦ30の段付きの円筒です。

図面のPDFはこちらです。
3D CAD Fusion360練習用円筒図面

作業手順は

  1. XY平面、XZ平面、YZ平面の選択
  2. 2Dで円筒のスケッチ
  3. 押し出し、回転を使って3D化

になります。

最後に動画があるので確認してください。

押し出しを使ってモデリング

XY平面、XZ平面、YZ平面の選択

ただのモデリングであれば、どの平面でも構いませんが、
このモデルを何に使うか、どのようなスケッチをするかイメージしてから平面の選択をします。

今回はXY平面を選択して、Z軸とモデルの中心軸を合わせて、押し出しでモデリングします。
(XY平面で円のスケッチをして円筒を作成)

スケッチを作成とXY平面を選択します。

3D CAD Fusion360XY平面とスケッチを作成を選択

2Dで1段目円筒のスケッチ

緑枠部の中心と直径で指定した円を選択して
原点を中心とした円を2つスケッチします。

3D CAD Fusion360円を選択して原点中心の円を作成

2つの円をスケッチしたら
緑枠部のスケッチ寸法を選択して
作成した円に寸法を入力します。
Φ20とΦ30です。

3D CAD Fusion360スケッチ寸法を選択して円に寸法入力

寸法を入力したら
スケッチを終了します。

3D CAD Fusion360寸法入力後スケッチを終了

押し出しを使って3D化

スケッチが終了したら押し出しを使って一段目の円筒部を3D化します。

緑枠部の押し出しを選択して
スケッチした3D化する面を選択します。

3D CAD Fusion360押し出し選択後3D化する面を選択2

3D化する面を選択したら寸法を入力します。
30です。

3D CAD Fusion360押し出し寸法を入力

3D化したモデルを動かして確認をして問題がなければOKを選択して終了します。

平面の選択

一段目の円筒部が作成出来たら2段目の円筒部を作成します。
作成したモデルの上面にスケッチをします。

スケッチを作成とモデル上面を選択します。

3D CAD Fusion360スケッチを作成とモデル上面を選択

2Dで2段目円筒のスケッチ

緑枠部の中心と直径で指定した円を選択して
原点を中心とした円を2つスケッチします。
図面と同じような位置を意識します。

3D CAD Fusion360モデル上面に図面と同じようなスケッチ作成

2つの円をスケッチしたら
緑枠部のスケッチ寸法を選択して
作成した円に寸法を入力します。
Φ25とΦ35です。

3D CAD Fusion360モデル上面のスケッチに寸法入力

寸法を入力したら
スケッチを終了します。

3D CAD Fusion360okを選択してスケッチ終了

押し出しを使って3D化

スケッチが終了したら押し出しを使って二段目の円筒部を3D化します。

緑枠部の押し出しを選択して
スケッチした3D化する2つ面を選択します。

3D CAD Fusion3603d化する2つのプロファイルを選択

3D化する面を選択したら寸法を入力します。
20です。

3D CAD Fusion3603d化するする寸法を入力

寸法を入力したらモデルを動かして確認をします。
問題がなければ完成です。

回転を使ってモデリング

XY平面、XZ平面、YZ平面の選択

今回はXZ平面を選択して、Z軸とモデルの中心軸を合わせて、回転でモデリングします。
(XZ平面で線分のスケッチをして円筒を作成)

スケッチを作成とXZ平面を選択します。

3D CAD Fusion360XZ平面の選択

2Dで円筒全体のスケッチ

図面と同じ向きでスケッチをするのでビューキューブを使って軸の向きを変更します。
Z軸を下の図面のように変更します。

Z軸と平行にスケッチの作成

ワークスペース右上にあるビューキューブの緑枠部の矢印を選択して向きを変えます。

Fusion360ビューキューブを左に90度回転

90度毎に回転するので自分のスケッチに合わせて向きを変更します。

Fusion360ビューキューブの軸を図面に合わせる

回転を使ってモデルを作成する場合橙枠部のスケッチをします。
Z軸を中心に回転させるので、Z軸(回転軸)から片側のスケッチをします。
(今回は軸より上をスケッチをしますが下をスケッチをしても同じモデルが作成できます)

Fusion360回転に使うスケッチの説明

緑枠部の線分を選択して
図面と同じようなスケッチをします。

Fusion360線分を使ったスケッチ

スケッチができたので寸法を入力しますが、原点とスケッチの基準が合っていないので
垂直のコマンドを使って原点とスケッチの基準を合わせます。

Fusion360原点とスケッチの基準のずれの確認

水平/垂直を選択して
原点とスケッチの基準を選択します。

Fusion360原点とスケッチの基準に垂直の幾何拘束

原点と選択した点が垂直になったの確認して線分にも垂直の拘束をします。

解除しなければ垂直のコマンドは選択された状態が続くので、そのまま線分だけを選択します。

Fusion360スケッチの基準線に垂直の幾何拘束

線分だけを選択したら
選択した線が垂直になったのを確認します。

Fusion360垂直の幾何拘束の確認

基準が拘束されたら寸法を入力します。

緑枠部のスケッチ寸法を選択して
寸法入力するスケッチを選択します。

ここでは原点と内径と端面の交点を選択します。

Fusion360寸法入力するスケッチを選択

寸法入力するスケッチを選択したら数値を入力しますが
回転の場合、回転方向の数値は半径を入力します。

直径の25と、その後に/2を入力します。

Fusion360回転コマンドは半径入力なのでスラッシュを使う

25/2で入力しましたが、表示は半径の12.5で表示されます。

ほかのスケッチも径方向は/2を使って寸法を入力していきます。
長方向は正寸で数値入力します。

Fusion360スラッシュを使った寸法入力

緑矢印部のスケッチに
橙矢印部同一直線上の拘束をします。
(寸法を入力しても構いません)

寸法入力か幾何拘束かの判断

同一直線上を選択して
同一直線上の拘束をするスケッチを選択します。

Fusion360スケッチに同一線上の幾何拘束

これでスケッチの作業は終了です。

スケッチを終了する前に完全拘束とプロファイルの確認をしてスケッチを終了します。

Fusion360完全拘束とプロファイルの確認

完全拘束とプロファイルの確認

完全拘束

完全拘束されたスケッチはブラウザのスケッチの所が鍵マークになり、不完全拘束のスケッチは鉛筆のマークになります。

Fusion360完全拘束と不完全拘束の違い

完全拘束されたスケッチは黒くなり、不完全拘束のスケッチは青くなります。

Fusion360完全拘束と不完全拘束の違い

下の画像は寸法入力がないので不完全拘束のスケッチです。

Fusion360寸法入力がなく不完全拘束

下の画像は寸法の入力漏れはありませんが
原点と線分の拘束がないので不完全拘束のスケッチです。
Fusion360原点と線分の拘束がなく不完全拘束

プロファイル

プロファイルは3D形状の作成に必要なスケッチです。

作成したスケッチが輪郭になり3D化されるので、
作成したスケッチが閉じた状態でないと3D化されません。

Fusion360プロファイル化されない原因

スケッチが閉じるとプロファイル化されます。

Fusion360スケッチが閉じるとプロファイル化される

回転を使って3D化

スケッチに問題がなく、スケッチを終了したら回転を選択して回転軸を選択します。

Fusion360回転軸の選択

回転軸を選択すると3Dモデルが作成されるので問題がなければOKを選択します。

Fusion360回転を使ったモデリングの確認

OKを選択したらモデリング作業終了です。
モデルを動かして問題がなければ完成になります。

Fusion360回転を使ったモデリングの作業終了

3D CAD Fusion360モデリング動画

今回の図面をXY平面、XZ平面平面を使ってモデリングの練習をした動画です。

円柱作成動画

円筒作成動画

最後に

今回作成した2段くらいの円筒・円柱の場合、押し出しでも回転でも作業に変わりがありませんが、
形状が複雑になってくると押し出しでの作成は難しくなり、図面変更などあったときの編集も大変です。

同じモデルでも作成方法は沢山あって、現在のCAD上だけではなくその後の事なども意識してモデリングすることが大事だと思います。