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3DCADのモデリングとは?現場が作業しやすくなる3Dの活用

2019年08月21日(水) 更新

かつてCADというと、平面図が定番であり、図面に描かれた図形の角度を変えて製品の完成図を予想する方法しかありませんでした。しかし、近年では技術の発達により、3DCAD、つまり3次元CADなども一般的なものとなってきたのです。3DCADであれば、完成品を視覚的に確認しやすい3Dモデルをモデリングできます。そのため、図面を見慣れていない人でもわかりやすくなっているのです。ここでは、3DCADのモデリングの基礎知識と、モデルの種類、おすすめのソフトウェアなどについて、詳しく解説します。

3DCADのモデリングとは?

モデリングとは

モデリングというのは、3DCADを用いて3Dモデルを作成することをいいます。3DCADというのは、2つの種類があるCADソフトウェアの一つであり、3次元CADと呼ばれることも。3DCADを使うと、立体空間上に製図することが可能です。一方、これまでの平面図を作成するCADは2DCAD(2次元CAD)とも呼ばれています。

3DCADは、2DCADに比べて視覚的に表現することができるので、完成形を簡単にイメージしやすいというメリットがあります。完成形をイメージしやすいということは、設計ミスなどの問題点もシミュレーションしやすいということです。2DCADで平面図を作成した場合、さまざまな角度から作成した断面図を見比べて、頭の中で完成図を想像する必要があります。

しかも、担当者がある程度図面のノウハウを理解していないと、想像するのも難しいです。そのため、細かな部分で設計ミスがあった場合に、図面の段階で把握しにくいというリスクがあります。3DCADのモデリングであれば、立体的なポリゴンで実際のできあがりが見えるだけではなく、表示しながら回転させることも可能です。

仮に設計ミスがあった場合でも、仕事において説明の手間や修正変更の時間を少なくすることができるでしょう。3Dモデルは、大きく分けて次の3つに分類されます。

・ワイヤーフレームモデル:線だけで構成される
・サーフェスモデル:線と面で外観のみを表現できる
・ソリッドモデル:外観や中身、断面を表現できる

ただし、ワイヤーフレームモデルだけで3D形状を表現するCADはあまりありません。そのため、次の項目では、サーフェスモデルとソリッドモデルについて、詳しく解説します。

3DCADと3DCGの違い

3Dモデルは、目的に応じてそれぞれのモデル方式が採用されます。3DCADの世界においては、ソリッドモデルが採用されるケースが多い傾向です。CADというのは、基本的な用途としては、加工品や金型の製図や設計の分野で活用されます。そのため、できあがりの図面や3Dモデルには、厚みや曲面など正確な寸法を表現する必要があるのです。ソリッドモデルは、このような図面作成の分野に特化しているといえるでしょう。

一方で、サーフェスモデルは3DCGの分野向けとして採用されるケースが多い傾向です。3DCGとは、ゲームや映像の制作で使われるモデルとなっています。3DCGはポリゴンを利用しているので、厳密な球体にはならないことが特徴です。そのため、ゲームや映像ではあまり気にならないのですが、正確性の求められるCADの分野では、デメリットともいえるでしょう。

サーフェスモデルとソリッドモデル

サーフェスモデルの特徴

サーフェスモデルは、曲面を作成しやすいので、複数の面から構成されるような、複雑な形状の制作に向いています。たとえば、家電製品のデザインモデルであれば、サーフェスモデルが大活躍することでしょう。ただし、サーフェスモデルというのはワイヤーフレームに対して、面情報をくわえたものとなります。イメージとしては、段ボールのようなものであり、ハリボテといったものを関揚げてもらえるとよいでしょう。そのため、質量や対策を算出できないというデメリットがあります。

また、部品間の干渉チェックを行うことができないので部品やデザインを作成する過程で利用されることが多いのですが、最終図面としては使われにくい傾向です。そのため、サーフェスモデルで作成し、複数のサーフェスで閉じた空間にして、厚みを出しソリッドモデルに変換するケースもあります。

ソリッドモデルの特徴

ソリッドモデルは、サーフェスモデルに中身が詰まった状態のモデルのことをいいます。先にご紹介した通り、サーフェスモデルには質量データなどがありません。しかし、ソリッドモデルには体積・重心・重量などの幾何情報が計算できるようになっています。特に機械用のCADは、ソリッドタイプのソフトウェアが多いです。

直方体や円柱といったようなシンプルな形状を編集したりする機能に優れています。また、シンプルだからこそ、操作がしやすく、初めて3DCADを触る場合でも扱いやすく便利でしょう。

ソリッドモデリングができる「FeatureCAM」

ソリッドモデリングができるCADとしては、「FeatureCAM」をおすすめします。ここでは、「FeatureCAM」について、詳しくご紹介します。

「FeatureCAM」の主な特徴

「FeatureCAM」では、Premium以上のサービスでソリッド機能が使用できるようになります。特徴としては、FeatureCAMで作成した2次元加工プログラム(穴やポケット加工など)を、そのままモデリングに用いることができ、2次元加工の形状が3次元形状として即座に作成できます。そのため、2DCADを作る考え方のイメージでそのまま、3DCADのモデリングを作り出すことができるのです。

「FeatureCAM」のソリッドモデリング

「FeatureCAM」のソリッドリングモデルでは、基本的に作図を行った後にカーブで輪郭形状を作成し、そのカーブからソリッドを押し出し機能でソリッドを作成します。ソリッド機能によって、カーブを複数用いることも可能です。また、自分でイチから作り出すだけではなく外部から読み込んだソリッド形状に対して、Rや穴を除去したり、面をオフセットしたりするなどの編集機能も搭載しています。また、ユーザーサポートも充実しているので、もし作業の過程でわからないことができた場合は、気軽に相談をすることも可能です。

「3DCADを使って3次元モデリングを作ろう」

3DCADは3次元CADともいわれており、モデリングによって平面図だけではなく立体的なモデルを作ることができるため、近年注目度が高くなっています。図面に見慣れていない方でもできあがりの完成予想図を視覚的に表現することができるので、現場作業の効率向上に役立てることができるでしょう。今回ご紹介した「FeatureCAM」は、Premium以上で、機械設計に便利なソリッド機能を使用できるようになります。3DCADを使って、存在感のある図面を作成してみてはいかがでしょうか。

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