初めてでもよくわかるCAE(Computer Aided Engineering)とは？

CAE（Computer Aided Engineering）とは？設計・開発の効率化と品質向上を実現する技術

3Dデータ活用のために、CAE（Computer Aided Engineering）技術を紹介します。CAEとは、コンピューターを使って工学的な問題を解析する技術のことです。製品の設計や開発において、試作品を作る前に性能や安全性を評価できます。開発コストや時間を削減し、品質や信頼性を向上させます。

CAEの種類：様々な物理現象に対応

CAEには様々な種類があり、物理現象を数式で定義することで活用可能です。プログラムを実装すれば、CAEとして利用できます。幅広い産業分野で活用されている技術です。以下にCAEの種類を整理しました。現象をイメージしやすいように記載しています。

• 構造解析：製品の強度や変形を解析します。（例：建物の耐震性評価）
• 熱解析：製品の温度分布や熱伝導を解析します。（例：電子機器の放熱設計）
• 流体解析：製品の周囲の空気や水の流れを解析します。（例：自動車の空力特性評価）
• 振動解析：製品の振動特性を解析します。（例：自動車の乗り心地評価）
• 音響解析：製品の音の伝わり方や騒音を解析します。（例：スピーカーの音質評価）
• 電磁場解析：製品の電磁場の影響を解析します。（例：携帯電話の電波特性評価）

さらにわかる限りで整理してみました。赤枠は見れる事象をイメージしやすいように記載しました。

応用的なCAE

複数の物理現象を同時に考慮する「マルチフィジックス解析」があります。熱伝導解析と流体解析を同時に行う熱流体解析がイメージしやすいでしょう。
製品の形状や構造を最適化する「トポロジー解析」も存在します。軽量化や強度向上を目的に、製品の不要な部分を削除したり、必要な部分を追加したりします。構造解析-静解析で取り入れられることが多いです。

CAEソフトウエアの比較

CAEソフトウェアは多数存在し、それぞれ特徴や適用範囲が異なります。ここでは、代表的なCAEソフトウェアを紹介します。

ANSYS

ANSYSは、米国ANSYS社が開発した汎用CAEソフトウエアです。workbenchを介することでマルチフィジックス解析の連携関係を把握しやすく、ユーザビリティに優れている印象です。

SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulationは、米国Dassault Systemes社が開発したCADソフトウエアSolidWorksに統合されたCAEソフトウエアです。構造解析や流体解析などの基本的な機能を持ち、CADとシームレスに連携しているため、形状を変えた結果をCAE側で自動読み込みできる・同じUIで操作ができて操作の習得が容易というメリットがあります。また、使いやすさやコストパフォーマンスに優れています。

Abaqus

Abaqusは、米国Dassault Systemes社が開発した汎用CAEソフトウエアです。特に非線形構造解析に強みがあり、複雑な材料や接触や破壊などの現象を精度高く再現できます。

CAEの魅力：試作回数削減、性能向上、コスト削減

CAEは製品の設計や開発に多くのメリットをもたらします。

• 試作品の作成や実験の回数を減らすことができる
• 製品の性能や安全性を事前に確認することができる
• 製品の最適化やイノベーションを促進することができる
• 開発コストや時間を削減することができる
• 製品の品質や信頼性を向上させることができる

まとめ：CAEを活用して製品開発を効率化しよう！

CAE技術は、製品開発における強力なツールです。設計段階で様々なシミュレーションを行うことで、手戻りを減らし、開発期間を短縮できます。CAEを活用して、より高品質で安全な製品を効率的に開発しましょう。

アクション：

CAE技術を導入して、製品開発の効率化、品質向上に繋げましょう。まずは、自社の課題を明確にし、最適なCAEソフトウェアを選定することが重要です。各ソフトウェアの無料トライアルやセミナーなどを活用し、導入を検討してみてはいかがでしょうか。

Bell

CAEエンジニア

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物理系修士卒。BtoBメーカーの機構設計開発業務を経験。
3D-CAD・CAEに出会い、コンピュータ上でのアイデアを具現化できる面白さに惹かれて、社内のCAD・CAE推進部署に異動して現職。

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