3次元CADとは？意味をわかりやすく簡単に解説

3次元CADとは

3次元CADは、コンピュータ上で3次元の形状を設計するためのツールです。従来の2次元CADと異なり、立体的なモデルを作成できるため、製品の設計や製造プロセスにおいて、より詳細な検討やシミュレーションが可能になります。3次元CADを導入することで、設計者は製品の形状や機能を視覚的に把握しやすくなり、設計ミスを減らすことにもつながります。

3次元CADは、自動車、航空宇宙、建築、医療など、幅広い分野で利用されています。製品の設計段階で、干渉チェックや構造解析などのシミュレーションを行うことで、試作回数を減らし、開発期間を短縮できます。また、3次元モデルは、製造現場での加工指示や、顧客へのプレゼンテーションにも活用でき、製品開発の効率化に大きく貢献します。

3次元CADには、ソリッドモデリング、サーフェスモデリング、ワイヤーフレームモデリングなど、さまざまなモデリング手法があります。ソリッドモデリングは、内部が詰まった立体を作成する手法で、体積や質量などの物理特性を正確に表現できます。サーフェスモデリングは、表面のみを定義する手法で、複雑な形状や自由曲面を表現するのに適しています。ワイヤーフレームモデリングは、線分や円弧で形状を表現する手法で、比較的単純な形状の表現に用いられます。

3次元CADの基本と活用

「3次元CADの基本と活用」に関して、以下を解説していきます。

• 3次元CADの基本操作
• 3次元CADのデータ活用

3次元CADの基本操作

3次元CADの基本操作は、モデリング、編集、表示の3つに大別されます。モデリングでは、点、線、面などの要素を組み合わせて、3次元形状を作成します。編集では、作成した形状の修正や変更を行います。表示では、作成した形状をさまざまな角度から確認したり、断面を表示したりできます。これらの基本操作を習得することで、3次元CADを効果的に活用できます。

3次元CADの操作は、ソフトウェアによって異なりますが、一般的には、マウスやキーボードを使って操作します。マウスを使って、視点の移動や回転、拡大縮小などを行います。キーボードを使って、コマンドの入力や数値の指定などを行います。また、最近では、タッチパネルやVRデバイスを使った操作も可能になってきており、より直感的な操作が実現されています。

3次元CADのデータ活用

3次元CADで作成したデータは、設計だけでなく、製造、解析、プレゼンテーションなど、さまざまな用途に活用できます。製造においては、CAMソフトウェアと連携して、NCデータを作成し、工作機械を制御できます。解析においては、CAEソフトウェアと連携して、構造解析や熱解析などを行い、製品の性能を評価できます。プレゼンテーションにおいては、3次元モデルをアニメーションやレンダリングで表現し、顧客に製品の魅力を伝えることができます。

3次元CADデータは、異なるソフトウェア間で互換性がない場合があるため、データ変換が必要になることがあります。STEPやIGESなどの標準的なファイル形式を使用することで、異なるソフトウェア間でのデータ交換が容易になります。また、最近では、クラウドベースの3次元CADが登場しており、異なる場所で作業する設計者同士が、リアルタイムでデータを共有し、共同で設計作業を行うことが可能になっています。