CADやCAMという言葉を聞くことも多くなってきましたが、具体的に「CAMとは何？」と考える人も多いでしょう。
今回はCAMとはどういったことを指すのか、CAMソフトの特徴や初心者に向けて簡単なCAMソフトの使い方まで紹介していきます。
CAMでものづくりをしてみたいと思う人はぜひ参考にしてください。
まず「CAM」とは何？
CAMとは「キャム」と読み、日本語に訳すと「コンピューター支援製造」と言います。
CADと混同されやすいですが、CADソフトで作ったデータを元に、実際に素材を加工するために使うソフトのことを指します。
CADデータだけだと設計図で止まってしまうので、機械に加工方法を読み込ませるためにはこのCAMソフトが必要です。
主にものづくりや製品作成をする際に、木材や金属を切ったり穴を開ける加工をする必要がある際に使うソフトとなります。
CAMと混同しやすい他の単語との違いは下記記事でも解説しています。
CAMソフトの内容
具体的には、CADソフトで設計した図面データを読み込んで、それを工作機械が読める形に変換するのがCAMソフトです。
CAMは「スライサ」とも呼ばれますが、3Dプリンターの登場以前から、ある程度の大きさの材料を図面データに従って削る「機械加工」という手法で造形物を作る際にCAMが使われています。
ある程度の大きさの原料に対して、どこをどのように切削するかという内容をCAMで指定し、工作機械に渡していたのです。
3Dプリンターにおいては、材料となる樹脂や粉末をどこにどれだけ積層していくか、ということをCAMソフトで指定していきます。
CAMが「スライサ」とも呼ばれるのは、CADでコンピュータ上に作られた3次元物体を薄い層に「スライス」して、それぞれの層を作るためのプログラムを作ることに由来しています。
もちろん、CAMは3Dデータだけではなく、2Dデータを扱うことも可能です。
2DCAMと3DCAMの違い
よく「2DCAM」と「3DCAM」と言う言葉を使いますが、こちらはその名の通り2次元で操作するCAMソフトか、3次元で操作するCAMソフトかと言う違いがあります。
2次元の場合は紙に描いたように上から設計図を見て、加工の指示をしていきます。
3次元の場合は3DCADに対応していて、60度さまざまな角度から設計図を見ることができ、複雑な加工がしやすい機能となっています。
3DCAMをやりたいと思っている人はこちらの記事も参考にしてください。
CAMの基本的な使い方
実際にCADで設計データを作成しても、すぐに工作機械や3Dプリンターがその造形物を作ってくれるわけではありません。
前述したように、CAMによって切削する場所や積層する場所を指定してあげることで、はじめて工作機械や3Dプリンターによる造形が行えます。
しかし、いざCAMソフトを使おうと決めても、CAMソフトそのものに難しい印象を抱いたり、イメージしにくい、という方も多いのではないでしょうか。
そこで、CAMを使ってどのように造形するのか、大まかな流れを説明しますので、イメージを掴む助けにしてみてください。
①CAMのインストール・設定
まず、CAMソフトをインストールしたら、使用する工作機械や3Dプリンターの設定を行います。
どのような工作機械を使用するかによって、データのやりとりの方法は異なりますので、自分が使う工作機械や3Dプリンターに合わせた設定を行いましょう。
大抵は使用する機器ごとのプリセットが用意されているので、それを指定してあげると良いでしょう。
②CAMに素材を設置する
CAMを用意できたら、製品加工に使用する素材を設定します。
3Dプリンターでは使用する素材をフィラメントと呼びますが、こうした素材やフィラメントごとに加工方法も異なってきます。
熱をどれだけ加えればよいのか、切削をどれだけの強さで行うのか、といったものを決めるための大事な要素となりますので、使用する素材に合わせた設定をしていきましょう。
ここまでの流れが初期設定となります。
③CAD図面をCAMソフトに読み込む
続いて、CADで作った図面データをCAMに読み込ませます。
ここはCADで作った際に保存したデータをCAMの画面にドラッグ＆ドロップしたり、CAMからCADデータを指定して読み込ませます。
設計データを読み込ませると、CAMの画面上にCADの図面データが表示されます。
なお、「Fusion 360」のようにCADとCAMが一体化しているソフトもあり、この場合はCADモードでデータを作った後、CAMモードに切り替えるだけでOKです。
CADの図面データを読み込ませたら、実際に素材をどのように加工するかを決めていきます。
工作機械で切削する場合は、どれくらいの精度でどこまで削るのかを、3Dプリンターで積層する場合は、1層あたりの厚みや精度をどうするかについて設定していきます。
このようにして設定を終えたら、作業時間や必要な素材のシミュレーションを行います。
工作機械に渡すためのプログラムは出来上がっているので、それを元にしてCAMに計算してもらいます。
CAM機能のついたCADソフト「Fusion 360」については「初めてでも分かる！Fusion 360の使い方まとめ！操作やコマンドなどを詳しく解説」をご覧ください。
④CAMデータにして出力する
ここまでできたらCAMデータを保存して、あとはCAMから工作機械や3Dプリンターを動かして造形物を出力するだけです。
このように、初期設定・データ読み込み・精度の設定・シミュレーション・出力というステップなので、初心者でも簡単に導入することができます。
CAMソフトの選び方
「2DCAM」や「3DCAM」、「汎用CAM」「専用CAM」のように、CAMソフトには様々な種類があります。
CAM選びの際には以下の点に気をつけながら、自分の環境や作りたい造形物に合わせてCAMソフトを選んでいきましょう。
CAMの軸数で選ぶ
工作機械の工具軸数によって、適したCAMソフトは異なります。
大きく分けると、平面を取り扱う2軸の「2DCAM」と、平面データに断面を付加したり、立体物を取り扱う3軸以上の「3DCAM」があります。
なお、3Dプリンターで使用するスライサは3DCAMに含まれます。
同時5軸加工のように、軸数が多いほど複雑な造形物を切削することができます。
平面データに断面を付加するだけのものについては、2.5D、2.8Dなどと呼ぶこともあります。
CAMのデータ型で選ぶ
CAMが取り扱う図面のデータ型によってもCAMソフトの選び方は異なります。
データ型には具体的に、
- フィーチャ型
- サーフェス型
- ポリゴン型
の3つがあります。
フィーチャ型
立方体や球など、予めソフト側で用意されている部品(フィーチャ)の積み重ねで作成されたデータ型です。
主に穴あけ加工を含む2D加工を中心に、複雑な工程を必要とする部品加工に使われています。
サーフェス型
平面(サーフェス)を曲げたり伸ばしたりしながら貼り合わせて、一から立体を作るデータ型です。
3D加工用の形状を曲面として保持、曲面からの計算誤差をするだけで加工プログラムを作ります。
加工精度を上げやすいですが、計算速度が遅くなります。
ポリゴン型
様々な大きさの多角形を貼り合わせて、立体を形作るデータ型です。
微細平面の集まりとして近似する方法です。
平面への変換時には誤差が発生したり、高精度を保つのが難しいですが、反面計算速度が速いというメリットがあります。
データ型ごとに強みや弱みがあり、CAMによってもどのデータ型を取り扱えるかの違いがあるので、自分のCADに合わせて選ぶと良いでしょう。
CAMのオプション機能で選ぶ
CAMソフトの中には、様々なオプション機能を売りにしているものもあります。
造形物が仕上がるまでにどれだけの時間や素材を要するかといったシミュレーション機能や、造形物を仕上げる上でパーツごとの干渉がないかどうかをチェックする干渉チェック機能といった、実際に造形を行う前の確認事項をチェックできる機能を備えたCAMソフトもあります。
これらは用途や予算に応じて、使用するかしないかを決めながら選ぶことが望ましいです。
他にも、細かい機能や工作機械ごとの対応など、様々な切り口でCAMの種類は細分化されています。
むやみに高性能なCAMを導入しようとするのではなく、自分が用意できている環境や作りたい造形物に合わせたCAMを選ぶことが大切です。
CAMソフトをまず無料で試してみたい、という方は下記記事にあるフリーソフトを参考にしてみてください。
便利なCADとCAMの複合ソフトとは
CAMソフトの中には、CADとCAMが一体化したソフトもあります。
CAM単体の製品とCAD・CAM複合ソフトを比較した場合、CAD・CAM複合ソフトは設計から実際の出力までを1本のソフトで完結することができます。
また、CAM単体の製品で発生する問題として、CADで作ったデータをCAMに読み込ませる際に、読み込み元のCADと読み込み先のCAMの相性の問題で、上手くデータを取り込むことができないというケースが想定されます。
しかし、CAD・CAM複合ソフトの場合、CADモードで作ったデータをCAMモードで出力するわけですから、当然データの整合性は担保されます。
他にも、CAMで出力する段階で修正が必要な箇所があった場合は即座にCADモードに切り替えて図面を修正したりできるなど、2つのツールを使う上で発生する手間を大幅に削減できます。
何より、CADとCAMの機能が複合されていることで、設計から製造までの工程をスピーディに完結させることができます。
初心者でも使えるおすすめCAMソフト
ここでは初心者でも使いやすい、おすすめのCAMソフトを紹介していきます。
Fusion 360 CAM
Fusion 360は、WindowsだけでなくMacでも利用可能な低価格3DCAD/CAMシステムです。
クラウドベースで作られており、2軸加工、3軸加工、穴加工、旋盤加工、5軸加工、検査プローブまでの加工工程に対応可能です。
Fusion 360 CAMは、HSMWorksやInventor HSM™で実績のあるカーネルを使用しています。
Fusion 360 CAMの主な機能
Fusion 360のCAMは低価格ですが3DCADの機能から3DCAMの機能までひと通りを利用できる素晴らしいソフトです。
業務で利用する方はもちろんのこと、CAM初心者や個人利用者にも非常に扱いやすいものとなっています。
2軸、2.5軸、3軸のCAMに必要な機能が揃っており、データはCADと同様にクラウドストレージ上に保存するようになっています。さらに、加工材を基に切削領域を自動で認識するため無駄なツールパスを省き、加工時間の短縮を実現します。
また、工具やフォルダの干渉チェックがCAM上で行えるためドライランの時間を短縮できます。
3Dプリンタ用のデータを直接生成できるユーティリティーも利用できるため、手軽に3Dモデルの作成が可能です。
Fusion 360 CAMの価格
Fusion 360 CAMの価格はこちらになります。
- 年額71,500円
- 月額8,800円
- 3年214,500円
商用利用ができるのにもかかわらず月に8,800円ととても安価となっています。
法人利用でも同じ価格となるので、ぜひ一度無料体験して使いやすさを試して見てください。
どのCAMソフトにしようか悩んでいる方は参考にしてください。
CAMについてまとめ
今回はCAMとはなんなのかと言う点や、おすすめのCAMソフトを紹介しました。
CAMソフトを扱うことができると、ものづくりの幅やビジネス・転職でも利用することが可能です。
ぜひこの機会にCAMソフトを無料体験してみて、ご自身のスキルを広げてみてください。
