3D CAD|3次元でモデリングを行うCAD

3D CAD

3D CAD(3次元CAD)とは、3次元でモデリングを行うCAD(Computer Aided Design)ソフトのことで、設計者は3D CADを使って3次元のデータを作成する。ソフトではSolid Works、Catia、Fusion360、Inventor、Rhinocerosなどが代表される。

ワイヤフレームモデル

ワイヤとは針金、フレームとは骨組みのことで、三次元形状をりょう(稜)線分より表現した形状モデル、定義された三次元空間上の頂点(点座標)を線で連結することで立体モデルを表現し、データ量も少なく、簡易的な表示に向いている。

サーフェスモデル

サーフェスモデルは、三次元形状を、面分(閉じた境界を持った面素)によって表現した形状モデルで、ワイヤフレームモデルのデータをもとにして、面に関するデータを付け加えたもの、面の情報を持っているため、見える面や見えない面の判定も行うことができるが、三次元形状の内部は空洞である。

ソリッドモデル

ソリッドモデルは、サーフェスモデルに中身の情報を加えた三次元形状表現法である。中身が詰まっているためデータ量が多くなる。

モデリング

第三角法で書かれる2D CADとは違い、立体でモデリングすることで製品のイメージを作りやすい。図面に慣れていない人でも形状で確認できるため、プレゼンに適している。

組立

組立図においては、機械・装置が複雑なほど2D CADからの理解は困難であるが、3D CADでは、組立方法を順を追ってみることができるため、非常にわかりやすい。また、組立後の部品同士接触などの不具合、どのように動くかのシミレーションも容易にできるため、設計ミスのリスクが軽減される。

加工

加工においては寸法がわかりにくく、2D CADの併用か、あるいは2D CADのみで対応するケースが多い。扱う商品によっては、2D CADのみで間に合うことも多く、3D CADを作るコストが無駄な経費負担になっているケースも存在している。

CAE

CAEとは、強度・構造・熱・流体・振動などの各種解析のことで、3D CADの発達により可能となった。実際にものが出来上がるまでに様々な解析、検証することができ、コストの軽減を行うことができる。

3Dデータの規格

3D CADに関する企画として、ASMEY14―41、ISO FDIS16792、SASIG3D、JAMA/JAPIA、JEITA、GPS規格(ISO TC213)、GD&Tなどがある。多くの規格では、3D CADのみで設計から加工、測定まで行うことを目標にしている。