シラバス情報

教員名 ： 田中 克昌
開講年度
2025年度
開講学期
後期
科目名
CAD/CAM演習
授業種別
演習
科目名（英語）
CAD/CAM Exercise
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A0300057 CAD/CAM演習 [A1メカ][連続][対面]
担当教員
田中 克昌
単位数
2.0単位
曜日時限
後期(3Q)(水曜3限、水曜4限)、後期(4Q)(水曜3限、水曜4限)
キャンパス
新宿
教室
A-1055 Izumi17

学位授与の方針
1 基礎知識の修得   0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得   100 ％
3 汎用的問題解決力の修得   0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得   0 ％
具体的な到達目標
エネルギーおよびデザインをキーワードに体系づけられた教育手法の下で，機械工学の基礎を中心に専門領域までの知識と方法論を習得できる．本科目の習得後は，ものづくりの設計から製造まで一連のつながりに関する理解が深められ，デザイン能力の向上を図ることができる．
受講にあたっての前提条件
本科目を履修する前に、「材料力学Ⅰ及演習」による材料強度の定義、「数値材料力学」と「CAD機械製図設計」による構造解析シミュレーションの基礎と3次元CADのモデリングツールに関する項目を習得しておく必要がある。
授業の方法とねらい
産業界ではコンカレントエンジニアリングの採用が興盛になってきているが，この中心的役割をなすのがCAD/CAM/CAE(Computer Aided Design，Computer Aided Manufacturing，Computer Aided Engineering)である．
この授業では三次元CADのモデリングツールを用いて強度解析や構造解析を行うとともに，CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，さらにマシンニングセンタによる加工方法までをグループ単位で実施することにより学習する．
また，各自が設計・制作した成果をアピールするプレゼンテーション能力を身につける．
AL・ICT活用
グループワーク／プレゼンテーション／実習・フィールドワーク

第1回
授業形態
授業情報欄記載の通り
事前学習
・工業数学AおよびB，材料力学及演習I，材料力学及演習IIにおける学習内容を復習する．
2時間
授業内容
・コンカレントエンジニアリングの発生や特徴に関する講義，数学と材料力学に関する復習と演習を行う．
事後学習・事前学習
・第1回目の演習内容を振り返る．
・3年前期までに習得した製図法，三次元CADによる作図やアセンブリ（部品の組み立て）に関する復習を行う．
2時間
第2回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・二次元および三次元CAD図形の発生，数理モデル（部品座標系，重心や断面二次モーメントなど）の特性評価に関する講義を行う．
・三次元CADツールによるモデル構築とアセンブリモデルの数理特性を求める演習を行う．
事後学習・事前学習
・第2回目の演習内容を振り返る．
・3年前期までに習得した構造解析の概念を確認する．
2時間
第3回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・三次元CADツールによるモデル構築とアセンブリモデルの数理特性を求める演習を行う（第2回からの継続）．
・グローバル寸法と関係式を用いた三次元ソリッドモデル構築の高効率化に関する講義を行う．
・グローバル寸法と関係式を用いた高度な形状モデルを作成する演習を行う．
事後学習・事前学習
・第3回目の演習内容を振り返る．
・機構（歯車やリンク機構など）の仕組みに関する復習を行う．
2時間
第4回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・グローバル寸法と関係式を用いた高度な形状モデルを作成する演習を行う（第3回からの継続）．
・三次元CADツールを用いた機構設計（歯車，リンク機構，モーション解析など）に関する講義を行う。
・リンク機構に関する演習を行う．
事後学習・事前学習
・第4回目の演習内容を振り返る．
・構造解析や固有振動解析に関する復習を行う．
2時間
第5回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・リンク機構に関する演習を行う（第4回からの継続）．
・連続体に対する動解析の基礎と三次元CADツールによる固有値解析に関する講義を行う．
・音叉の固有値解析およびその結果にもとづく軽量化に関する演習を行う．
事後学習・事前学習
・第5回目の演習内容を振り返る．
・三次元CADツールによるモデリングと構造解析に関する復習を行う．
2時間
第6回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・音叉の固有値解析およびその結果にもとづく軽量化に関する演習を行う（第5回からの継続）．
・第1回〜第6回に実施した演習に関するまとめを行う．
事後学習・事前学習
・第6回目の演習内容を振り返る．
・加工演習の基礎（NCプログラム，工具など）に関する復習を行う．
2時間
第7回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第8回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第9回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第10回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第11回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第12回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
3つの小グループごとに，以下の課題をそれぞれ2週ずつ実施する．
（1）マシンニングセンタの操作による切削加工プロセスの学習
　　（CAMソフトウェアによる加工シミュレーション，マシニングセンタを用いた実作）
（2）三次元CADを用いたいすの設計課題
　　（制約条件内でのいすの設計，強度解析によるいすの安全性評価，評価にもとづく改良案の設計，設計から評価に関するレポートの作成）
（3）三次元プリンタを用いた創造設計課題
　　（三次元プリンタによる造形プロセスの原理と仕組みに関する学習，制作物の設定および設計コンセプトの立案，三次元CADによるモデル形状の設計，強度評価にもとづく制作物の改良，制作物の決定と実作，グループによるプレゼンテーションの実施，レポートの作成）
事後学習・事前学習
・小グループごとに実施した課題について復習する．また，作業の進捗に遅延が生じている場合は調整する．
2時間
第13回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
小グループごとに，創造設計課題に対する以下の内容を実施する．
・三次元プリンタを用いた制作物の造形
・制作物の設計から実作までに関するプレゼンテーション資料の作成
事後学習・事前学習
・プレゼンテーション資料を作成する．
・創造設計課題に関するレポートを作成する．
4時間
第14回
授業形態
授業情報欄記載の通り
授業内容
・小グループごとに，創造設計課題に対するプレゼンテーションおよび評価を行う．
事後学習・事前学習
・プレゼンテーションに対する質疑事項を振り返り，改善案を検討する．
1時間
第15回
授業形態
別欄もしくは授業内で通知
授業内容
・前回までの総復習を行う．
事後学習
・これまでの学習内容を振り返り，CAD/CAM/CAEによる設計の概念および製造の効率化について理解する．
1時間

成績評価の方法
成績評価は，演習課題および解析演習レポート（50%），CAM実習と最終発表（50%）の成績をもとに行い，理解度をA＋，A，B，C，D，Fの6段階で評価する．Grade D以上を合格とする．
受講生へのフィードバック方法
・各回の演習問題や制作課題について，授業内で口頭にて講評を述べる．

教科書
指定教科書なし
参考書
指定参考書なし

オフィスアワー
簡単な質問は，授業後の教室にて受け付ける
金曜日　11:40〜12:30　新宿校舎　高層棟A-1776室（スポーツ材料力学研究室，ktanaka@cc.kogakuin.ac.jp）
受講生へのメッセージ
コンカレントエンジニアリングの採用が興盛になって来ている産業界に適応するために，CAD/CAM/CAEの基礎知識をきちんと身に付けること．また，設計は，単にソフトウェアを使いこなす「お絵かき」ではなく，機械の構造や機械に働く物理現象を把握するなど，機械工学に関する知識を総合的に活用して行う必要があることを認識すること．

実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容

教職課程認定該当学科
機械工学科
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅲ3b
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択　※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと