試作人基礎講座

こんにちわ！本日は、最近主流になってきている3DCADについての記事を書きました。
特に、マシニングのプログラム作成には欠かせない3DCADのメリットや2DCADとの比較など、是非ご覧ください♪

3DCADとは

CADとは、Computer Aided Designの頭文字から成る用語であり、直訳をすると「コンピューターによる設計支援」を意味します。
具体的にはコンピューター内で起動するソフトウェアの一種であり、設計図などの図面の作成・管理をPC上で行うことができるものです。
また、平面(2次元)での図面作成が行えるCADソフトを2次元CADと呼び、立体的(3D)な図面作成を行えるCADソフトを3次元CADと呼びます。

平面での図面だと解釈の余地が大きく、ミスリードが発生しやすい問題がありますが、3次元で立体的に図面を起こすことで、より詳細なイメージを共有しやすくなるメリットをもたらします。
これまでは3次元CADを導入しようとしてもハード面のスペックが足りなかったり、コストのハードルが高かったりと、様々な要因で導入を見送られるケースが多かったものの、近年では安価で使いやすいソフトも普及してきているため、企業・個人問わずに幅広く利用されています。

3DCADと2DCADの違い

3DCADと混同されることの多いソフトウェアとして「3DCG」があります。
3DCGは「3 Dimensional Computer Graphics」の頭から成る用語であり、3DCADと同様にPC内で立体(3次元)空間のグラフィックスを作成することができます。

基本的な両者の分類としては、3DCADの使用用途が主に設計や図面作成であるのに対して、3DCGはアニメーションなどのキャラクター作りに用いられることが多いと言えるでしょう。
トイストーリなどの作品を思い浮かべてもらうとわかりやすいかと思いますが、映像系のコンテンツの作成に活用されているのが3DCGです。

業界別による3次元CAD(3DCG)の種類

建築CAD

建築CADは、CADに詳しくない人でも一番馴染みがあるかもしれません。

住宅、ビル、学校、そしてその他あらゆる建築物の設計と建設に使用されるもので、デザインや仕様を示すための図面である意匠図や、役所や検査機関に提出するための許可申請用図面など、様々な図面を作成するために役立ちます。

機械CAD

機械CADは、3D形状のモデリングが可能で、2Dに比べて設計をより直感的に行うことができます。
特に機械設計に特化しており、自動車や航空機などを製造するメーカーの開発現場で幅広く活用されています。

土木CAD

建築CADは建物の設計に用いられる一方、土木CADは道路や橋、鉄道、ダムなどのインフラ構造物の設計に特化したCADです。
一般的な建築CADとしてはAuto CADやJw_cadなどがありますが、土木CADには測量などの土木プロジェクトに特有の機能を提供する専用CADも存在します。

3次元CAD(3DCAD)を活用するメリット

形状を視覚的に比較しやすい

2次元CADを用いた図面作成は正面図・側面図・平面図で構成される第三角法で描かれますが、平面であるが故に具体的な立法図を頭の中で構築することが求められます。
そのため、複雑な図面であればあるほど見る人によっての解釈の余地が大きくなり、ミスリードが生まれやすいという問題が起こります。
しかし、3次元CADを用いた図面であれば立体図で描かれるため、ほぼ実物に近い形状で視覚的にイメージを共有することが可能です。
建築にしろ新製品の開発にしろ、実際の現場では専門知識を持たない人も含めてかなりの関係者がビジネスに携わることになります。
そのようなケースにおいて、各担当者がスムーズにイメージを共有する手助けとして3次元CADは活躍をしています。

設計の編集がしやすい

平面の図面を活用する際、製品のプロトタイプ(試作品)を作成したタイミングや、建築の現場で作業を進めているタイミングで、図面と実際の現場では齟齬が生じるというケースは少なからず発生するものです。
そのような際、設計図を修正・変更するにはコストや時間を要してしまいますが、3次元CADであれば比較的その手間は少なくて済みます。
というのも、2次元CADで作成された図面では解釈の余地を埋めるために多くの付帯情報が書き記されているからです。
そのため、一部分の修正・変更であったとしても、書き記されている補足情報に影響があるのであればそこにも手を加える必要があります。
しかし、3次元CADであれば立体図で視覚的にイメージを共有しているため比較的に補足情報の書き込みが少なく、変更部分による影響は最小限で済むメリットがあります。

試作品製作のハードルが下がる

従来の試作品製作においては、2次元による図面を作成した後に、その図面から加工業者が加工方法を検討して実際の製作に取り掛かるというステップが必要でした。
しかし、3次元CADを活用すればほぼ実物に近い形状をグラフィックとして共有することができます。
当然、最終的には業者へ依頼して実物を製作してもらう必要がありますが、それよりも前段階の検討であれば、3次元CADと3Dプリンターを連携させることも可能なため、CADで作成したデータをそのまま出力して社内で試作品製作を完結させることもできます。

3次元CAD(3DCAD)を活用するメリット

3次元CADは機能が高い順に「ハイエンドCAD」「ミッドレンジCAD」「ローエンドCAD」に分類されます。

ハイエンドCAD

文字通り高い性能を持つCADが「ハイエンドCAD」です。
自動車・航空機・船体・デザイン家電/家具などの高いデザイン性が求められる工業部品・民生品の製品設計に活用されています。
複雑な形状を実現するために豊富な機能が充実しているのはもちろんのこと、高速処理によって設計にかかる時間短縮も実現するハイスペックなCADソフトです。
その一方で、ソフトウェア自体が高額なのはもちろんのこと、豊富な機能や高速処理を有するソフトを快適に使いこなすためのマシンを揃えるのにもコストが求められるデメリットもあります。

ミッドレンジCAD

機能レベルでハイエンドCADには劣るものの、製品設計を行うためには必要十分な機能を備えているのが「ミッドレンジCAD」です。
実際に導入している企業には家電・OA機器の試作に活用している所が多く、特別に高いデザイン性が求められなければ、設計を行う上では問題がないと言えるでしょう。

ローエンドCAD

3次元CADのエントリーモデル的な立ち位置にあるのが「ローエンドCAD」です。
機能性や汎用性が低く、扱えるデータが少ないと言えます。
しかしその一方で、使いたい機能や使用するデータが限られている場合はローエンドCADでも十分に活用ができます。
いずれにしても、「やりたいこと」を軸にハイエン・ミッドレンジ・ローエンドそれぞれの特性を見極めて判断する必要があります。

アスクでは5軸加工機バリバリ稼働しているので3DCADは日々活用しております。
こちらの記事はevort様の記事を参照しております。

他、ブログ記事もご覧ください♪

動画の投稿もしておりますので良ければご覧ください♪