　トポロジー最適化とは、構造物の位相を設計変数として最適化する手法で、任意の3D形状に対して荷重などの条件を与えることで、ソフトウェア側が自動で強度を損なわないように形状をそぎ落として最適な材料分布を見つける処理だとされている。人の発想による設計では思いもよらない形状を実現できることが特徴でもある。

　DMG森精機では新たな工作機械の形状としてトポロジー最適化を活用した工作機械の開発に取り組んでいる。JIMTOF2018でトポロジー最適化により開発した工作機械の静体モデルを展示し、注目を集めた^（※）。

（※）関連記事：工作機械でトポロジー最適化したらこうなった――DMG森精機

　今回の伊賀イノベーションデー2019では初めて動作モデルを参考出展した。トポロジー最適化では、軽量化や高剛性化などに期待が集まっているが、実際にトポロジー最適化による成果として、動剛性が250％、静剛性で120％の向上を実現するなど、剛性を大幅に向上できたという。さらに抜き型形状のため100kg以上の軽量化を実現し、動作スピードの向上や省エネ化などへの貢献も期待できるという。

トポロジー最適化による効果（クリックで拡大）出典：DMG森精機

　ただ、実用化に向けての課題も数多く残されているという。その最も大きなものが作り方だ。JIMTOF2018で出展した静体モデルは、同社が力を入れている積層造形技術により作ったというが、実は今回の動作モデルについては「鋳物で作った」（担当者）とする。

　トポロジー最適化による複雑な形状物の製造には積層造形技術の相性が良いとされているが「工作機械で使う大きさの部材を一体成形できる金属3Dプリンタがまだなく、部品の組み合わせにすると積層造形技術の良さが失われるというトレードオフの状態で、今回は仕方なく鋳物での製造とした。作り方をどうするかは今後の課題だ」（担当者）としている。

トポロジー最適化によるステージ部分（クリックで拡大）

工作機械でトポロジー最適化したらこうなった――DMG森精機
DMG森精機は「第29回日本国際工作機械見本市（JIMTOF2018）」（2018年11月1～6日、東京ビッグサイト）において、金属積層造形技術の価値を訴求するために、トポロジー最適化を駆使して実現した工作機械を参考出典した。
トポロジー最適化、なぜ今なの？　寸法最適化や形状最適化との違いは？
本連載「トポロジー最適化とは何か」を通して、設計の中でトポロジー最適化をどのように生かしていけるのかを探求しつつ、少しでも記事を読んでくださる皆さまのお役に立ちたいと思っています。
「トポロジー最適化」「メッシュレスCAE」とは何か――最新のCAD・CAE動向
機械メーカーで3D CAD運用や公差設計／解析を推進する筆者から見た製造業やメカ設計の現場とは。今回はCAEの最新技術について紹介する。
トポロジー最適化だけじゃない、将来はIoTでコンピュータが自発的にデザイン
オートデスクは同社が研究中である新モデリング技術のジェネレーティブデザイン（自己生成的デザイン）について、概要やパートナーとの開発事例について紹介した。同社の新しいオフィスのレイアウト検討でも、研究の一環としてジェネレーティブデザインを利用した。IoTの仕組みで取得したビッグデータも活用できるよう研究中だという。
金属3Dプリンタ活用3つのハードルと日本のモノづくりの今後
金属3Dプリンタ関連の技術開発が急速に進み、海外を中心に製造事例も聞こえてくるようになった今日、その動きに取り残されないよう、従来の考え方や経験にとらわれない仕事をしていくことが、今後はより重要になっていきそうだ。
金属3Dプリンタは量産対応とともに「誰でも使える」を目指す、ソフトウェアも続々
東京ビッグサイトで「第29回設計・製造ソリューション展（DMS2018）」が開催された。その中で金属3Dプリンタは海外を中心に10社以上の製品が並んだ。