3D CADのシェル化で肉厚エラーが起こる理由
3D CADのシェル化は、中実のソリッド形状から指定した面を取り除き、残りの形状へ一定の厚さを与えて薄肉部品を作る機能です。ケース、カバー、容器、ダクト、筐体、鋳造部品など、内部に空間を持つ部品を効率よく設計するために利用されます。
外形を作成した後でシェル化すれば、外側と内側を別々にモデリングする手間を減らせます。設計変更で外形寸法が変わった場合も、シェル化された内面が連動して更新されるため、一定肉厚を維持しやすいことが利点です。
しかし、シェル化は3D CADの操作の中でもエラーが起こりやすい処理です。単純な直方体では問題なく実行できても、曲面、細い溝、小さなフィレット、複雑な分岐などを追加すると、突然シェル化できなくなることがあります。処理が完了しても、一部に極端な薄肉や厚肉、面の重なり、意図しない穴が生じる場合もあります。
シェル化で肉厚エラーが発生する背景には、面のオフセット処理があります。3D CADは元形状を構成する各面を、指定された肉厚分だけ内側または外側へ移動させます。その後、移動した面を延長または切断し、隣接面同士をつないで内側形状を作ります。
平面を一定距離だけ移動する処理は比較的単純ですが、曲面や複雑な接続部では、移動後の面同士が交差することがあります。曲率半径が小さければ、オフセットした曲面がつぶれる可能性があります。向かい合う面の間隔が狭ければ、両側から生成された内面同士が衝突します。
また、元形状に小さな面や短いエッジが含まれていると、オフセット後にその面やエッジを維持できない場合があります。元の形状では成立していたわずかな領域が、肉厚分だけ移動したことで消失し、周囲の面を正しく接続できなくなるためです。
シェル化のエラーを防ぐには、機能の設定を繰り返し変更するだけでは不十分です。元形状に、指定した肉厚を成立させられない部分がないかを確認する必要があります。特に、最小曲率半径、狭い隙間、微小面、フィレット、開口部という5つの観点が重要です。
これらの形状を事前に確認すれば、シェル化が失敗した後でモデル全体を作り直すリスクを減らせます。さらに、シェル化が成功した後も、局所的な肉厚異常や内部形状の破綻を見つけやすくなります。
シェル化の前に整理したい基本条件
シェル化を実行する前に、部品のどの寸法を維持したいのかを明確にします。外観寸法を基準にする場合は、作成した外形を残し、内側へ向けて肉厚を設定します。内部の収納空間や流路断面を基準にする場合は、内側形状を作成し、外側へ向けて肉厚を付ける方法が考えられます。
外側と内側のどちらへ肉厚を付けるかによって、シェル化の成立条件は変わります。内側へシェル化すると、凹部や狭い溝で内面同士が接近しやすくなります。外側へシェル化すると、外周にある突起や近接部品との干渉が生じる可能性があります。
次に、基本肉厚を決めます。肉厚は、材料、製造方法、部品寸法、必要な剛性、荷重、温度条件などによって異なります。単にシェル化が成功する値を選ぶのではなく、製品として必要な性能を満たせる厚さを設定しなければなりません。
基本肉厚を決めたら、元形状に含まれる半径、溝幅、突起幅、面間距離などと比較します。肉厚に対して余裕のない部分が一つでもあると、部品全体のシェル化が失敗することがあります。
シェル化で取り除く開口面も事前に整理します。大きく単純な平面を開口面にすると、比較的安定した処理になりやすい傾向があります。一方、複数の曲面や細かく分割された面を同時に取り除くと、開口部の境界処理が複雑になります。
さらに、設計履歴のどの段階でシェル化するかも重要です。外形へ穴、溝、文字、細かなフィレットなどをすべて追加してからシェル化すると、処理対象となる面が増えます。原因箇所も見つけにくくなるため、基本外形を作った段階でシェル化し、詳細形状は後から追加する方法が有効です。
ただし、部品の基本形状を構成する大きな曲面や丸みは、シェル化前に必要になる場合があります。すべてのフィレットを後回しにするのではなく、外形そのものを決める丸みと、角を仕上げるための小さな丸みを分けて考えます。
形状確認1 最小曲率半径と肉厚の関係を確認する
シェル化前の最初の確認項目は、最小曲率半径と指定肉厚の関係です。曲率半径が小さい箇所は急激に曲がっており、オフセットした面を作るための空間が不足しやすくなります。
外側形状を維持し、内側へ肉厚を付ける場合を考えます。単純な円弧形状であれば、内側の半径は外側半径から肉厚を差し引いた値に近くなります。外側半径と肉厚が同じ程度になると、内側半径はほぼゼロになります。肉厚の方が大きければ、通常の円弧として内側形状を成立させることが難しくなります。
たとえば、外側の角へ小さなフィレットが設定されている場合、その内側にはさらに小さな半径が必要です。指定肉厚が大きいと、内側のフィレット面が消失したり、周囲の面同士が交差したりします。この状態では、3D CADが面の接続方法を決められず、シェル化が停止することがあります。
確認時には、設計者が入力したフィレット半径だけを見るのではなく、形状全体における最小曲率を探します。自由曲面やロフト形状では、明示的なフィレットを設定していなくても、局所的に小さな曲率半径が発生する場合があります。
曲面解析や曲率表示を利用できる場合は、曲がりが急な領域を確認します。曲率の変化が短い距離で大きく変わる部分や、凹凸の向きが反転する部分では、オフセット面が波打ったり折れたりしやすくなります。
特に注意が必要なのは凹形状です。凹面を内側へオフセットすると、周囲の面が互いに近づく方向へ移動します。深いくぼみ、細い溝、内側へ入り込んだ自由曲面などでは、内面同士の自己交差が発生しやすくなります。
問題が見つかった場合は、最初に元形状の半径を大きくできないか検討します。必要な肉厚を薄くするだけでは、部品の強度や製造条件を満たせなくなる可能性があります。外観や周辺部品との取り合いに影響しない範囲で半径を広げる方が、設計意図を維持しやすい場合があります。
半径を変更できない場合は、問題部分をシェル化対象から分離する方法もあります。基本部分だけをシェル化し、急な曲面や細い突起を別の操作で追加します。内面を面のオフセットやロフトで個別に作成し、周辺形状へ接続する方法も考えられます。
シェル化が成功する限界値を探して、その直前の肉厚を採用することは避けます。限界に近い形状では、わずかな寸法変更で再計算に失敗する可能性があります。設計変更やデータ変換にも耐えられるよう、半径と肉厚の間に余裕を持たせることが重要です。
形状確認2 狭い隙間と接近する面を確認する
二つ目の確認項目は、狭い隙間と接近している面です。元形状では面同士が離れていても、シェル化によって両側から内面が作られると、その間隔は小さくなります。
平行に向かい合う二つの面を、それぞれ内側へ同じ肉厚分だけ移動させる場合、内面間の距離は元の距離から肉厚の約2倍を差し引いた値になります。元の隙間が肉厚の2倍以下であれば、生成された面が接触または交差する可能性があります。
この問題は、細い溝、折り返し形状、くびれ、二重壁に近い部分、細長い突起などで発生しやすくなります。正面や平面から見ただけでは十分な隙間があるように見えても、奥側で間隔が狭くなっていることがあります。
形状を確認するときは、複数方向の断面表示を使用します。一つの断面だけでは、曲面同士が斜めに接近する箇所を見落とすことがあります。断面位置を少しずつ動かし、隙間が最も小さくなる位置を探します。
距離を測定する場合は、任意に選んだ二点間の距離ではなく、面同士の最短距離を確認します。傾斜面や自由曲面では、設計者が想定した方向とは異なる位置が最短距離になる場合があります。
細い溝では、入口幅だけでなく底部の形状も重要です。入口側に十分な幅があっても、テーパーによって底へ向かうほど狭くなる場合があります。溝底に小さな丸みが設定されていると、肉厚を付けた内面が底部で交差しやすくなります。
外側へ細い突起を作った状態でシェル化する場合も注意が必要です。突起の幅が肉厚の2倍に近いと、その内部へ空洞を作る余地がありません。左右から生成された内面が衝突し、突起先端の面や側面が消失する可能性があります。
リブ、ボス、装飾突起など、内部まで空洞にする必要がない形状は、シェル化後に追加する方法が適しています。基本となる壁だけをシェル化し、補強や取付けに必要な部分を中実形状として追加すれば、狭い隙間によるエラーを減らせます。
文字、細かな模様、滑り止め形状などもシェル化前に作らない方が安定します。外側だけに必要な装飾形状まで一括してシェル化すると、細かな凹凸の一つひとつに対応する内面が作られ、処理が複雑になります。
隙間を広げられない場合は、肉厚を局所的に調整する方法も考えられます。ただし、肉厚の切替部分には段差や新たな接続面が生まれます。局所的に薄くした箇所が強度不足や成形不良の原因にならないか、別途確認が必要です。
シェル化後には、面同士が一点や一本のエッジだけで接している部分がないか確認します。このようなゼロ肉厚に近い状態は、画面上では一つの形状に見えても、データ交換や解析、加工工程で問題になる可能性があります。
形状確認3 微小面と短いエッジを確認する
三つ目の確認項目は、微小面と短いエッジです。微小面とは、周囲の面に比べて極端に小さい面や、細長く幅の狭い面を指します。短いエッジは、複雑なフィレットの交差、面のトリム、わずかな寸法差などによって発生します。
見た目では一枚の滑らかな面に見えても、3D CADの内部では複数の面に分割されていることがあります。外部データの読み込み、面の結合、ブーリアン処理、フィレットの作成などを繰り返すと、不要な境界や小さな面が残る場合があります。
シェル化では、各面をオフセットした後、隣接面同士を接続し直します。微小面が含まれていると、その面に対してもオフセット面を生成する必要があります。元の面が小さすぎる場合、移動後に面積を維持できず、消失または反転することがあります。
短いエッジも同様です。肉厚分だけ面を移動した結果、エッジの両端が重なったり、周囲の交差線に吸収されたりすると、元と同じ面構成を保てなくなります。このため、一つの短いエッジが部品全体のシェル化を失敗させることがあります。
微小面を探すときは、陰影表示だけでなく、エッジを表示した状態でモデルを確認します。通常は見えなかった短い境界線や細い面が現れれば、シェル化の不安定要因になっている可能性があります。
特に確認したいのは、フィレットの終端、複数の曲面が集まる角、ブーリアン処理の境界、穴や溝の交差部です。自由曲面を切断した箇所や、外部データを修復した部分にも微小面が残りやすくなります。
面積やエッジ長を測定できる場合は、周囲の要素と比べて著しく小さい部分を探します。ただし、問題となる大きさは部品全体の寸法や指定肉厚によって変わります。一定の数値だけで判断せず、肉厚に対して十分な大きさがあるかを見ます。
細長い三角形の面や、先端が一点へ収束する面は特に注意が必要です。オフセットすると先端付近が消失しやすく、周囲にねじれた面や極端に短いエッジが生成される可能性があります。
微小面を見つけた場合は、表面上の面だけを削除するのではなく、発生原因を設計履歴から確認します。スケッチに不要な短い線分が含まれている場合は、元のスケッチを修正します。フィレットの交差によって生じている場合は、半径や適用順序を見直します。
外部から受け取った履歴のないモデルでは、面の統合や修復を利用します。連続性の高い面同士をまとめたり、不要な境界を除去したりすることで、シェル化対象を単純化できます。ただし、修復によって外形寸法や曲率が変わっていないか確認が必要です。
小さなフィレット面が原因であれば、フィレットを一時的に除去してからシェル化し、後で丸みを追加する方法が有効です。形状を置換する場合は、周辺面を延長して交差させ、基本形状を復元します。
シェル化に成功した場合でも、微小面が残ったモデルは後工程で不具合を起こすことがあります。メッシュ変換で細長い要素が作られたり、加工経路の計算が不安定になったりするため、モデル品質の観点からも不要な微小形状を減らすことが重要です。
形状確認4 フィレットと面取りの接続を確認する
四つ目の確認項目は、フィレットと面取りの接続状態です。フィレットは角部の応力集中を抑え、外観や安全性を整えるために必要ですが、シェル化前に多数追加すると処理を複雑にします。
二つの単純な面を一定半径でつなぐフィレットであれば、比較的安定したオフセット面を作りやすい傾向があります。しかし、異なる半径のフィレットが合流する箇所、三つ以上の面が集まる角、フィレットが途中で細くなる箇所では、内面の構成が複雑になります。
外側のフィレット半径が肉厚に対して小さいと、内側のフィレット面が成立しなくなります。半径に余裕があっても、隣接面の角度が鋭い場合は、内側に非常に細い接続面が生成されることがあります。
可変半径のフィレットにも注意が必要です。半径が徐々に変化する形状では、途中で肉厚に対する余裕が不足する場合があります。フィレットの始点と終点だけでなく、変化途中の最小半径を確認します。
フィレットが面の途中で消える終端では、尖った面や短いエッジが作られることがあります。外側では滑らかに見えても、内側へオフセットすると終端付近の面が折れたり重なったりする可能性があります。
面取りも単純な平面に見えますが、幅が肉厚に近い場合は問題になります。オフセット後の面取り面が極端に小さくなったり、完全に消えたりすると、隣接面を接続できなくなるためです。
フィレットや面取りを確認するときは、寸法だけでなく作成順序を見ます。同じような完成形状でも、大きなフィレットを先に作る場合と、小さなフィレットを先に作る場合では、内部の面分割が異なることがあります。
シェル化に失敗した場合は、設計履歴の後ろにある小さなフィレットから順に抑制します。一度にすべてを削除すると、どのフィレットが原因だったのか分からなくなります。数個ずつ無効化し、シェル化が成功する境界を探します。
基本的には、部品の主要外形を構成する大きな丸みだけをシェル化前に作り、仕上げ用の小さなフィレットや面取りは後から追加すると安定します。これにより、シェル化時の面数と接続箇所を減らせます。
ただし、シェル化後に外側と内側へ別々にフィレットを追加した場合、肉厚が完全に一定になるとは限りません。単純な断面では外側半径と内側半径の差で管理できますが、三次元的に曲がる角部では肉厚分布が変化することがあります。
複数のフィレットが一点に集まる角部では、球面状または複雑な接続面が作られます。この面をオフセットすると、周囲の面と重なったり、曲率が急激に変化したりする場合があります。フィレットの合流位置をずらす、半径差を小さくする、角部の作り方を変更するなどの対策が必要です。
形状確認5 開口部と分岐部を確認する
五つ目の確認項目は、開口部と分岐部です。シェル化では、指定した面を削除し、その周囲のエッジを使って外面と内面をつなぎます。開口部の境界が複雑であるほど、接続面の生成も難しくなります。
大きく単純な平面を一面だけ削除する場合は、比較的安定した結果を得やすくなります。一方、曲面を開口面にする場合や、複数の小さな面を同時に削除する場合は、境界が細かく分割されます。
開口部の周囲に短いエッジがあると、そのエッジに対応する肉厚方向の面も非常に細くなります。結果として、面のねじれ、重なり、欠落が発生する可能性があります。開口面を指定する前に、周囲の境界が単純につながっているか確認します。
複数の面を開口部として削除するときは、一面ずつ選択を増やして試す方法が有効です。特定の面を追加した時点でエラーが起きるなら、その面の境界または周辺形状に問題があると考えられます。
開口部が角をまたぐ場合も注意が必要です。隣接する二面を削除すると、残された面の端部同士をつなぐ角形状が作られます。そこに小さなフィレットや段差があると、内面と外面を結ぶ面が交差することがあります。
分岐部は、一つの本体から複数の筒状形状や枝形状が伸びる部分です。配管状の部品、ダクト、連結部を持つ筐体などで見られます。外側では滑らかに合流していても、内側では複数のオフセット面が複雑に交差します。
二本の筒が小さな角度で合流する場合や、筒径に対して肉厚が大きい場合は、内側の流路が極端に狭くなる可能性があります。合流部に小さなフィレットがあると、さらに曲率半径が小さくなり、内面が成立しにくくなります。
分岐部は中心断面だけで判断しないことが重要です。中央では十分な隙間があるように見えても、中心から外れた位置で内面同士が接近する場合があります。複数の断面、透明表示、内部表示などを使って確認します。
開口部の近くにリブ、ボス、フランジがある場合は、それらをシェル化前に含める必要があるか検討します。基本シェルとは別に追加できる形状であれば、シェル化後へ移した方が処理を単純にできます。
意図した開口面でシェル化できない場合は、別の大きな面を一時的に削除してシェル化し、後から必要な部分を閉じる方法もあります。その後、設計上必要な位置へ穴や切欠きを作成します。
ただし、一時的な開口を使う方法は設計履歴が分かりにくくなりやすいため、操作の名称や説明を整理しておきます。後から編集する担当者が、なぜその面を開口面にしたのか理解できる状態にすることが大切です。
シェル化に失敗したときの原因切り分け手順
シェル化が失敗した場合は、設定値を無作為に変えるのではなく、条件を一つずつ切り分けます。最初に、指定肉厚を一時的に小さくします。
小さな肉厚では成功し、必要な肉厚では失敗する場合は、曲率半径、隙間、突起幅など、寸法的な余裕が不足している可能性があります。どの程度まで肉厚を増やせるか確認すれば、問題箇所の大きさを推測できます。
ただし、成功する最大肉厚をそのまま設計値にすることは避けます。限界値に近い状態では、内面がほぼ接触していたり、極端に小さな面が作られていたりする可能性があります。
次に、シェル化の方向を切り替えます。内側へのシェル化だけ失敗する場合は、凹面、狭い溝、接近面などを疑います。外側へのシェル化だけ失敗する場合は、外周の突起や、外側で近接する形状を確認します。
続いて、削除する開口面の数を減らします。複数の面を選択している場合は、一面だけで実行します。成功したら、開口面を一つずつ追加し、失敗する面を特定します。
その後、細かなフィレット、面取り、穴、溝、文字、模様などを設計履歴の後ろから順に抑制します。形状群ごとに無効化すれば、原因となる操作を効率よく絞り込めます。
問題箇所が分からない場合は、モデルを複数の単純な領域に分けます。複雑な部分を一時的に切り離し、基本形状だけでシェル化を試します。基本形状が成功するなら、切り離した部分に原因があると判断できます。
さらに問題部分を分割し、半分ずつ追加して試せば、原因範囲を狭められます。この方法は、自由曲面や多数のフィレットを含む形状で特に有効です。
自動的なシェル化だけで解決できない場合は、内面を個別に作成します。外側面を複製し、必要な距離だけオフセットしてから、不要な領域を切断して接続します。
手作業による内面作成は工程が増えますが、どの面でオフセットが失敗するかを把握しやすくなります。問題となる曲面だけを作り直したり、接続方法を変更したりできます。
エラー表示で問題面が示された場合も、その面だけを原因と決めつけないことが重要です。計算が停止した場所が表示されているだけで、実際の原因は隣接する短いエッジやフィレットである可能性があります。
シェル化後に行う肉厚と形状の検証
シェル化が完了しても、設計確認は終わりではありません。処理が成功したことは、3D CADが何らかのソリッド形状を作れたことを示すだけです。すべての場所で意図した肉厚が確保されているとは限りません。
最初に、複数方向から断面表示を行います。部品の中央だけでなく、曲面、溝、フィレット、分岐、開口部の周辺を通る断面を作ります。断面位置を動かしながら、内外面の間隔が急に変わる部分を探します。
断面では、局所的な薄肉、厚肉、面の重なり、不要な空洞、尖った内面などを確認します。特に、外側から見えない角部やボス周辺は注意が必要です。
肉厚解析を利用できる場合は、指定した許容範囲から外れる箇所を確認します。最小肉厚だけでなく、厚肉になっている部分も確認します。厚肉部は、重量増加や製造時の変形、冷却時間の増加などにつながる可能性があります。
ただし、肉厚解析だけで最終判断しないことが大切です。曲面の測定方向や解析条件によって表示結果が変わる場合があります。重要箇所は断面寸法や面間距離でも確認します。
次に、形状検査を実行します。自己交差、重複面、開いたエッジ、極端に短いエッジ、無効な面などがないかを調べます。これらの不具合が残っていると、図面化、解析、データ変換、加工経路作成で問題が起こる場合があります。
詳細形状を追加した後にも、肉厚を再確認します。シェル化直後は一定肉厚でも、リブ、ボス、フランジ、補強部などを追加すると、その接続部が局所的な厚肉になることがあります。
穴や溝を追加した場合は、周囲に薄肉部が生じていないか確認します。穴と外壁、穴とフィレット、隣接する穴同士の距離が小さいと、必要な肉厚を確保できない可能性があります。
設計変更後の再計算も確認します。主要寸法や肉厚を想定範囲内で変更し、シェル化と後続形状が正常に更新されるか試します。現在の寸法だけで成立するモデルは、変更に弱く、後工程で手戻りを生みやすくなります。
肉厚エラーを減らす3D CADの設計順序
安定した薄肉モデルを作るには、形状を追加する順序が重要です。一般的には、基本外形を作り、主要な曲面を整え、シェル化した後で、補強形状や細部を追加します。
最初の段階では、部品の全体寸法と主要な外観形状を作ります。小さな穴、細い溝、文字、装飾、仕上げ用フィレットなどは加えず、できるだけ単純な形状にします。
次に、基本肉厚を設定してシェル化します。この段階で、最小曲率半径、狭い隙間、開口部などを確認し、安定して再計算できる状態にします。
シェル化後に、リブ、ボス、取付け部、フランジなどの機能形状を追加します。これらを基本外形に含めたままシェル化すると、不要な空洞や面の衝突が発生しやすいためです。
その後、穴、切欠き、溝などを追加します。形状同士が近接する場合は、完成状態で最小肉厚を再確認します。
最後に、小さなフィレット、面取り、文字、装飾形状を追加します。仕上げ形状を設計履歴の後ろへまとめることで、シェル化の再計算への影響を抑えられます。
基本肉厚は、可能であれば共通の設計パラメータとして管理します。関連する寸法を同じ値に連動させれば、変更漏れを減らせます。ただし、すべての寸法を複雑に連動させると、変更の影響が分かりにくくなるため、必要な関係だけを設定します。
設計履歴の各操作には、役割が分かる名称を付けます。基本外形、主要フィレット、シェル化、補強リブ、取付けボスなどを識別できれば、エラー発生時の切り分けが容易になります。
シェル化の方向、基本肉厚、基準となる外面または内面、開口面の意図も記録します。別の担当者がモデルを編集するときに、設計基準を誤って変更するリスクを減らせます。
類似部品を継続的に設計する場合は、成功した設計順序をテンプレート化します。ただし、一つの寸法条件だけで成功したモデルをそのまま標準化せず、肉厚や外形寸法を変更して安定性を確認します。
製造条件を踏まえて肉厚を決めるポイント
3D CAD上でシェル化が成功しても、その肉厚が製造に適しているとは限りません。材料や製造方法によって、必要な肉厚、許容される肉厚変化、内側半径などが異なります。
成形品では、急激な肉厚変化が冷却や変形に影響することがあります。基本壁へボスやリブを追加すると、接続部が厚肉になりやすいため、完成状態で断面を確認します。
壁と補強形状が重なる部分では、シェル化で設定した肉厚よりも実質的な厚さが大きくなることがあります。外観上は分からなくても、内部に材料が集中する可能性があります。
鋳造を想定する場合は、材料が流れにくい細い部分や、急激な断面変化にも注意します。シェル化によって作られた閉じた空洞や狭い内部形状が、製造工程で成立するかを確認します。
積層による製造を想定する場合は、内部空間の支持や材料除去、後処理のしやすさが重要です。3D CAD上では作成できても、内部に残った材料を取り出せない形状になる場合があります。
切削加工では、薄肉部の変形や振動を考慮します。広く平坦な薄肉面や細長い壁は、加工中の力でたわむことがあります。保持方法や加工順序も含めて検討する必要があります。
肉厚の基準を決めるときは、外形寸法と内形寸法のどちらを優先するかを明確にします。外観、組立、収納空間、流路など、機能上重要な寸法を基準にしてシェル化方向を決めます。
試作後は、実物の肉厚と3D CADモデルを比較します。差が見つかった場合は、設計値だけでなく、製造時の変形、収縮、加工、測定位置などを含めて原因を整理します。
既存部品を参考にモデルを作成するときも、外形だけを測って一律にシェル化しないことが重要です。実物には、局所的な厚肉、補強、抜き勾配、加工逃げなどが含まれている可能性があります。
内部形状を確認できない場合は、不確かな部分を一定肉厚と断定せず、確認が必要な範囲として管理します。組立や交換に関係する部分は、現場の寸法や周辺状況と照合します。
まとめ
3D CADのシェル化で肉厚エラーを防ぐには、シェル化機能の設定だけでなく、元形状が指定肉厚に適しているかを確認する必要があります。
最初に確認したいのは、最小曲率半径と肉厚の関係です。半径が小さすぎると、内側の曲面が消失したり、自己交差したりします。自由曲面では、明示的なフィレットがなくても局所的な曲率変化に注意が必要です。
次に、狭い隙間と接近する面を確認します。向かい合う面へ内側から肉厚を付けると、両側の内面が衝突する場合があります。断面表示と面間の最短距離測定を使い、最も狭い部分を確認します。
微小面と短いエッジも、シェル化を不安定にする代表的な原因です。不要な面分割や小さな境界がある場合は、元のスケッチや設計履歴まで戻って修正します。
フィレットと面取りは、大きさだけでなく接続状態と作成順序を確認します。仕上げ用の小さなフィレットはシェル化後に追加すると、処理対象の面を減らせます。
開口部と分岐部では、内外面をつなぐ境界が複雑になります。開口面を一つずつ選択して原因を切り分け、分岐部は複数の断面で内部形状を確認します。
シェル化に失敗したときは、肉厚を小さくする、方向を変える、開口面を減らす、細部形状を抑制するという順序で条件を切り分けます。無作為に設定を変更するより、原因箇所を効率よく特定できます。
シェル化が成功した後も、断面表示、肉厚解析、形状検査を行います。リブやボスなどを追加した完成状態で再確認し、局所的な薄肉や厚肉がないかを調べます。
さらに、3D CAD上の形状だけでなく、材料、製造方法、組立条件、現場寸法まで含めて肉厚を判断することが重要です。既存設備や設置済み部品との取り合いを確認する場合は、設計データと現況を照合できる計測方法を組み合わせることで、机上では見つけにくい寸法差や干渉を把握しやすくなります。現場の位置や形状を確認しながら3D CADデータを活用する次の手段として、LRTK Phoneによる計測運用も検討できます。