【入門】設計時の3DCADの活用方法

画像CADを操作する人設計
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皆さん、こんにちは!

今回は機械設計でよく使われている3DCADについて記事を作成しました。

3DCADの最大のメリットはビジュアル的な分かりやすさです。特に設計者以外にも伝わるということが重要です。2次元図面なんて普段は見る機会がないので機械設計部署以外の人やお客さんって図面を見て理解してる人少ないです。

この記事ではこんなことにお答えします。

  • 実際にどんな場面でCADを使っているのか知りたい
  • 2DCADと3DCADのどちらがいいのか知りたい

この記事を読んで実際に機械設計者はどんな風にCADを使っているのかの参考になれば幸いです。これからの設計していくのであれば3DCADを積極的に使用することをお勧めします。

実際に使っているCADソフト

僕が使用したことがある3DCADソフトは以下になります。

  • NX(シーメンス製)
  • Solidworks(ダッソーシステム)
  • Fusion360
  • FreeCAD

今はメインでSolidworksを使用しています。ちなみに2DCADはAutoCADです。またアルミフレームを使用した設計をするときはミスミのFRAMESを使います。

前職ではNXでモデリングをしてAutoCADで図面を作成するという手順で設計していました。現職ではSolidworksでモデリングしてそのままSolidworksで図面化しています。

個人的な感想ですが、3DCADはNXの方がSolidworksよりも使いやすいです。ハイエンドと言われるだけはありますね。Solidworksでも個人からするとかなり高額ですけどね。

図面はなんだかんだAutoCADが描きやすいです。

Fusion360やFreeCADは家で趣味で使用しています。ちなみにFusion360は商用利用する場合は有料になりますがFreeCADは商用利用でも無料で使用できます。

設計時の3DCADソフトの使い方

僕の場合、構想設計の段階から3DCADでガンガンモデリングしていきます。

残念ながら僕は想像力が乏しく2Dやポンチ絵だと細かい部分や組み合わせの部分のイメージがしにくいので、思いついたものはモデリングします。複雑な3面図を瞬時に読み解く職人さんとかかっこいいですよね。

3DCADを使用することで結果的に抜け漏れやポカミスが減って設計時間が短縮できていると個人的には思っています。重心とかもボタン1つで出てくるので設計には重宝します。

それにモデリングしておくことで構想段階から関係者にイメージを共有することができるので後々で思っていたのと違うなどと言われなくなります。3DCADの導入効果を感じるので機械エンジニア以外の人とイメージや構造の共有している時です。

最近では3Dモデルを使用して解析を行うことも増えてきました。計算では出せない複雑な形状での応力や熱などの影響を見るのには非常に役に立ちます。もちろん解析にもノウハウや知識が必要なので簡単ではありませんし、運用を間違えると大きなトラブルの元にもなりえます。

3DCADで図面までかけるのですが、少し融通が効かない部分もあるので図面の修正などはAutoCADでしたりします。この辺りに3DCADに完全に移行していかない原因があるのかなと思います。

設計したものを業者さんに発注するときにも3Dデータを要求されることがあります。加工屋さんがマシニングセンタなどの機器に細かく数値入力をしなくてもに3Dデータを入れることでその形状に加工してくれるような機種に変わってきているようです。

製造業における3DCADの将来性

これからの製造業ではどんどん3DCADに移り変わっていくはずです。過去の流れを見ても手書きのドラフターから2DCADに移り変わり、近年では2DCADから3DCADへ移り変わっています。

設計の現場ではフロントローディングといって3DCADでモデリングして干渉チェックや解析をして3次元データで検証し、初期段階で問題点を洗い出すことで試作時の手戻りや試作の回数自体を減らすような取り組みもあります。

モデリングだけ3DCADでして図面は2DCADで書くっていうパターンも多いようですが、そのうち2DCADも減っていくのではないかと思います。重要な寸法や公差の厳しい寸法だけを3D上に示し、業者さんと3Dデータでやり取りするような時代が来ているのではないでしょうか。

実際にミスミさんのmeviyではそのような仕組みになっています。3DCADデータで見積もりが取れて公差を厳しくしたい寸法を指定することもできます。見積もりから発注までその日のうちにできてしまいます。まだまだ発展途上ですべて満足がいくようなものではありませんがかなりのクオリティーだと感じました。

ミスミさんに限らず発注時に3Dデータを要求する業者さんもいます。中国メーカーのなかには図面はいらないから3Dデータをくださいというような業者さんもありました。

3Dデータを使った先にデジタルツイン技術があります。海外メーカーは3DCADを活用したデジタルツインにどんどん舵取りをして言っている印象があります。デジタルツインについてはこちらの記事を参考にどうぞ。

まとめ

3DCADは設計者以外と設計したもののイメージを共有するのに非常に有効なツールです。2DCADと比べると営業さんや現場の作業者、サービスマン、お客さんなどとの情報共有のレベルが段違いです。

DXやデジタルツイン、メタバースといった先端分野でも使われる技術なので、これから設計をする方、特に若い方は無料の3DCADもあるのでぜひ使用してみることをお勧めします。

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