3DCAD（3次元CAD）の活用メリットと種類とは？ 関連おすすめ製品をご紹介

3DCAD（3次元CAD）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「コンピュータによる設計支援」を意味します。具体的にはコンピュータ内で起動するソフトウェアの一種であり、設計図等の図面の作成・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2DCAD（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3DCAD（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3DCAD（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ソフトも普及してきているため、企業・個人を問わずに幅広く利用されています。

3DCADと3DCG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、3CADの使用用途が主に設計や図面作成であるのに対して、3DCGはアニメーション等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。トイストーリー等の作品を思い浮かべてもらうと分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。

3DCAD（3次元CAD）の選び方のポイント

3DCAD（3次元CAD）を選ぶ際に最も重要なのは、その価格とどのような用途に適しているかを検討することです。3DCADソフトウェアは、非常に高価なものから無料で提供されているものまでさまざまです。したがって、使用目的に合わせて最適なソフトウェアを選択することが重要です。

各ソフトウェアには、曲面モデリングや大規模アセンブリの処理に優れたもの、製品開発全体の管理をサポートするものなど、異なる特長があります。必要な機能を明確にし、予算内で最適なソフトウェアを見つけるためには、慎重な比較が必要です。また、ビジネスパートナーや取引先とのデータ共有を考える場合、ソフトウェアがサポートするファイル形式も確認しておくようにしましょう。

業界別による3DCAD（3次元CAD）の種類

CADには様々な種類があり、用途に沿って必要な機能を備えたソフトを選択する必要があります。以下では、業界別による種類の一例をご紹介します。

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、さまざま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、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AutoCAD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。

3DCAD（3次元CAD）のおすすめ関連製品

iCAD SX

「COLMINA 設計製造支援 iCAD SX（以下、iCAD SX）」は、世界最速3次元CADエンジンを搭載した、機械装置・生産設備設計向けの3DCAD（3次元CAD）ソフトウェアです。

大規模な機械装置や設備ライン全体を軽快に扱えるだけでなく、配管、配線、制御（動き）を含む、装置開発に必要な設計情報を一つのCADデータに蓄積・活用することが可能です。

設計の上流から製造、保守サービスまで1つの3次元データで繋ぐことで、製造業におけるデジタルトランスフォーメーション（DX）の推進に貢献します。

nTopology

トポロジー最適化だけではない、3Dプリンタの可能性を限界まで高めるデザインツールです。nTopologyでは複雑な形状も"軽く"・"速く"・"直感的に"作成することができます。

SOLIDWORKS

世界で最も使われる3次元CADで、設計から製造のためのソリューションです。

設計から製造までをもうたする総合アプローチは、製品開発プロセスを迅速化する最もシンプルな方法の1つです。
SOLIDWORKSは生産性を高め、コラボレーションを促すのに役立てることができます。緊密に統合されているSOLIDWORKSツールを使用して、組織全体にわたって3次元モデルを活用し、プロセスを纏めることができるため、製品を市場に短期間で導入できます。

リバースエンジニアリング ソフトウェア「Geomagic Design X」

3Dスキャンデータの大量点群・処理機能と、履歴ベースの3DCAD機能を融合した業界唯一のリバースエンジニアリングソフトウェアです。

3DCADの機能を搭載することで、他のどのツールよりも早く、正確かつ柔軟にリバースエンジニアリングが実現できます。3Dスキャンデータだけでは出来なかった幾何形状への変更や設計値への寸法調整、設計変更を見据えたモデリング等、CADモデリングだけでなく、点群、メッシュ処理から自動曲面作成までをひとつにまとめた、オールインワンのソフトウェアです。

Geomagic Control X

3D計測ソフトウェア 『Geomagic Control X』 は、3Dスキャナやその他デバイスからのデータを読み込み、解析してその結果を共有し誰もが理解することが出来る品質保証を確実にするためのプロフェッショナルな検査ソフトウェアです。

3次元統合CAD/CAMシステム TopSolid

3DCAD（3次元CAD）、2DCAD（2次元CAD）、金型用CAD、３軸CAM、５軸CAM、マシンシミュレーション。
製造業で導入されている多くのシステムには、データの互換性がなく、データ変換時や設計変更時に修正作業が必要です。

TopSolidは、これらのシステムが統合されており、データの変換が必要ないシステムです。データ変換がないことでスムーズな設計と製造が可能となり、手戻りのないものづくりを実現しました。設計変更を行うと同時に、統合されたデータ全てが自動で変更されます。

3DCAD（3次元CAD）を活用するメリット

2DCAD（2次元CAD）と比較した、3DCAD（3次元CAD）を活用するメリットについてご紹介します。

形状を視覚的に把握しやすい

2DCAD（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、3DCAD（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3DCAD（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物です。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、3DCAD（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、2DCAD（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、書き記されている捕捉情報に影響があるのなら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捕捉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、3DCAD（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、3DCAD（3次元CAD）によるグラフィックの共有で十分に事足りると言えるでしょう。また、近年では3DCAD（3次元CAD）と3Dプリンターを連携させることも可能のため、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。

3DCAD（3次元CAD）の機能別による分類

3DCAD（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/家具等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掛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ところが多く、特別に高いデザイン性が求められなけ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

3DCAD（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。

さいごに

今回は3DCAD（3次元CAD）についてご紹介しました。3DCGと3DCADの違いについて、2DCADではなく3DCADを活用することで得られる３つのメリットについて、そして、3DCADの機能分類である「ハイエンドCAD」「ミッドレンジCAD」「ローエンドCAD」について、それぞれご紹介しています。

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