到達目標
３DCADを利用して，実習課題の形状を3次元でモデリングできるようになる。またその形状を，３Dプリンタで造形することができる。更にCAEにより応力解析などができるようになり，実用的な設計ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 3DCADの操作方法を理解し、複雑な3次元モデルの設計ができる | 3DCADの操作方法を理解し、基本的な3次元モデルの設計ができる | 3DCADの操作方法を理解できて おらず、3次元モデルの設計ができない |
| 評価項目2 | ３Dプリンタの原理を理解し、複雑なモデルの造形ができる | ３Dプリンタの原理を理解し、基本的なモデルの造形ができる | ３Dプリンタの原理を理解できておらず、モデルの造形ができない |
| 評価項目3 | CAEの原理を理解し、適切に使用できる | CAEの原理を理解し、使用できる | CAEの原理を理解できておらず、使用できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 専攻科の学習・教育目標 (SC)
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JABEE 環境都市（A）
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教育方法等
概要:
3DCAD Fusion360と3Dプリンタによるラピッドプロトタイピングの手法を学修する。モデリング手法，パラメトリックモデリングなどを習得し，自由曲面の作成やレンダリング，アセンブリなどについても実習を通して学ぶ。CAEは応力解析，熱解析について実習を行う。CAMはマシニングセンタの利用方法を学ぶ。この科目は企業で自動車のシャシー強度のシミュレーションを担当していた教員が、その経験を活かし、３Dモデリング、CAE、CAMについて講義する。
授業の進め方・方法:
座学と実習を繰り返し行いながら操作方法などを理解する。事前・事後学習としての課題を実施する。
注意点:
操作方法は繰り返し使用することで身につけることができるため，講義中だけでなく自分でテーマを設定して理解を深めるような設計活動を行うことが望ましい。また，新型コロナウイルスの影響により，授業内容を一部変更する可能性がある。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
3CADの基本 |
３DCADの基本的な機能などを理解する
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| 2週 |
プリミティブとブール演算 |
プリミティブによる基本形状モデリング，ブーリアン演算について理解する
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| 3週 |
モデリング手法 |
フィーチャベース及びダイレクトモデリング手法について理解する
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| 4週 |
スケッチと拘束条件
パラメトリックモデリング |
平面スケッチ，スケッチの拘束，パラメータ変数について理解する
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| 5週 |
スケッチと拘束条件
パラメトリックモデリング
自由曲面の作成 |
パッチ，自由曲線・曲面、曲面の連続性，スカルプトモデリング，曲線と曲面の評価方法について理解する
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| 6週 |
レンダリング |
レイトレーシング，マテリアル，シーン，レンダリングについて理解する
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| 7週 |
コンポーネントとアセンブリ |
コンポーネントとアセンブリの概念，ボディとコンポーネントの考え方，ジョイント，干渉について理解する
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| 8週 |
データ形式の種類と原理
コラボレーションツール |
3DCADのデータ形式と中間フォーマット，カーネル，コラボレーションツールビューワについて理解する
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| 2ndQ |
| 9週 |
3Dプリンタの基礎 と応用事例 |
加工方法の分類、3Dプリンタの歴史，造形方式，3Dプリンタの応用事例について理解する
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| 10週 |
3Dプリンタの構造とソフトウェア |
3Dプリンタの機構，3Dプリンタの制御方法，スライスについて理解する
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| 11週 |
CAEの基礎と原理 |
CAEの概念，CAEの目的と利用例，解析手法の種類について理解する
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| 12週 |
CAEの演習 |
有限要素法による応力解析と熱解析の手法について理解する
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| 13週 |
3Dプリンタによる造形演習 |
3DCADでイメージした形状のモデリングができる
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| 14週 |
3Dプリンタによる造形演習 |
3Dプリンタでイメージした形状を造形できる
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| 15週 |
CAMの基礎 |
CAMの概念, マシニングセンタ，ATCの概要，NCコードについて理解する
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| 16週 |
CAMの基礎 |
3DCADでモデリングしたデータをもとに，マシニングセンタで加工ができる
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 製図 | 図面の役割と種類を理解できる。 | 4 | 前1 |
| 線の種類と用途を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 品物の投影図を正確に書くことができる。 | 4 | 前1 |
| 製作図の書き方を理解できる。 | 4 | 前2 |
| 公差と表面性状の意味を理解し、図示することができる。 | 3 | 前2 |
| 部品のスケッチ図を書くことができる。 | 4 | 前2 |
| ＣＡＤシステムの基本機能を理解し、利用できる。 | 4 | 前2,前3 |
| ボルト・ナット、軸継手、軸受、歯車などの図面を作成できる。 | 3 | 前4 |
| 歯車減速装置、手巻きウインチ、渦巻きポンプなどの主要部を設計できる。 | 3 | 前5 |
| 建設系分野 | 製図 | 線と文字の種類を理解している。 | 3 | 前6 |
| 平面図形と投影図の書き方を理解している。 | 3 | 前6 |
| CADソフトウエアの機能を理解している。 | 4 | 前2,前4 |
| 図形要素の作成と修正ができる。 | 4 | 前2,前4 |
| 画層の管理について理解している。 | 4 | 前2,前4 |
| 与えられた条件を基に設計計算ができる。 | 4 | 前4 |
| 設計した構造物をCADソフトで描くことができる。 | 4 | 前4 |
| 建築系分野 | 設計・製図 | 図面の種類別の各種図の配置を理解している。 | 3 | 前7 |
| 図面の尺度・縮尺について理解し、図面の作図に反映できる。 | 4 | 前7 |
| 立体的な発想と表現の方法（たとえば、正投象、単面投象、透視投象など）を理解している。 | 4 | 前7 |
| ソフトウェアを用い、各種建築図面を作成できること。 | 3 | 前12 |
| 各種模型材料（たとえば、紙、木、スチレンボードなど）を用い、図面をもとに模型を製作できる。 | 3 | 前12 |
評価割合
| 試験 | 演習 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 30 | 40 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 20 |
| 専門的能力 | 20 | 40 | 0 | 0 | 20 | 0 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |