2D設計と3D設計は、この先どうなるのか?

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本日、オートデスク社さん主催のオンラインセミナー「2D設計者のための、はじめての3DCAD設計 大解説!」にゲスト出演させて頂きました。

お題は、こちらCAD設計新聞「2D設計と3D設計は、この先いったいどうなるのか?」

2D設計と3D設計の違い

セミナーの中で気を付けながら説明させてもらったのが、2DCADと2D設計は別なもので、設計と製図も違うものであることです。CADはソフト、製図は2次元の図面を作成することです。設計は製品の機能を検討し具現化していく作業です。

2D設計は、簡単に言うと、点や線の情報で設計を行うことです。紙に穴をあけるパンチャーを例にすると、パンチャーを横からみた動きを点と線を基準点、基準線として、力点や作用点、支点などを作りながらストロークなどを検討していきます。

次に、2D設計を進めていくとこの基準線をオフセットして形状の厚みを表現していき、部品と部品との取り合いをみながら詳細な形状を2Dの線情報で描いていきます。最後に加工するための個々の部品にばらした図面を寸法公差や幾何公差、仕上げ記号などを入れながら設計情報を出力していきます。

3D設計は、立体で設計を進めていきます。構想を設計する段階でも立体をつくらなければいけないので、2D設計のように横から見た状態だけを検討していくことができません。厚みと幅を入力して立体をつくる必要があるので、はじめの構想を設計する際には、ちょっと、やりづらいことがある場合があります。

ただし、詳細の設計を行っていこうとした場合に、3D設計は効果を発揮します。干渉のチェックや体積や質量、重心などを正確に求めることができます。ここが3D設計の大きなメリットです。

オンラインセミナーでは、例に出さなかったのですが、カーナビを例にすると、地図で目的地までの経路を確認する際に真上から見た2Dの図の方が分かりやすくありませんか?そして、実際の曲がり角に来たら詳細を3Dで見れると曲がり忘れるってことも無いですよね。

画像:クラリオン様のHPより

2DCADでは、2D設計。3DCADでは、3D設計と2D設計の両方が行えます。
誤解されている方も多くいるのですが、3DCADでもスケッチという機能を使って2Dでの設計検討ができますし、3Dモデルから2D図面を作成することもできます。

2D図面と3Dモデルの違い

2D図面と3Dモデルを私なりに比較すると、下図のようになります。

寸法確認は、平面の2D図面の方がしやすいですし、形状の認識は、立体の3Dモデルの方がしやすいですよね。

車を例に説明します。下図は、スズキ自動車のHPから持ってきた画像ですが、車を正面、横、上から見た図に寸法が記入されていることで見やすいですよね。

そして、3Dや斜めから見た図や写真は、プレゼン力、提案力がありますし、人と一緒に画像をつくることで、だいたいの大きさが分かりますし、生活感も想像しやすいですね。

情報共有する際には、2D図面の場合、紙に印刷して配布できたり、PDFの電子データで配ったりなど、特別なソフトなどは不要ですが、3Dデータの場合、閲覧するには、専用のアプリやソフトが必要になるので、ちょっと共有しづらいところがありますよね。

ちなみに3D図面というのをご存知でしょうか?
3Dデータに寸法を付けて表示したものです。

私見になるかもしれませんが、ちょっと分かりづらいかな~というのがあり、2D図面の必要性が今もあるのは、こういうところからなのかなと思いますね。

2DCADと3DCADの違い

さて、最後にソフトウェアである、2DCADと3DCADについて比較していきます。

作図機能については、2DCADの方が一般的に優れてますね。図面作成については、作図機能は2DCADの方が優れていて、隠線処理など見やすい図面をつくれますが、3DCADだと立体図を投影して三面図を自動生成できて、3Dモデルを修正すると図面も連動して修正されるので、引き分けとしました。

2DCADで2D図面を作成した場合、正面図と側面図が合わない図面を描いてしまったり、線を描き忘れてしまったりなどの図面ミスも起きやすいですかね。

形状の正確性は、3DCADは干渉や質量が確認できるので、優れてますね。

データ活用については、3DCADの方がCAEやCAM、3Dプリンタなどに3Dデータの活用など幅広く行えます。

ただし、データ量は3DCADの方が情報量が多いので容量も大きくなるため、データ保管には、外付けのハードディスクなどが必要になってきます。

また、価格ですが、一般的に3DCADの方が高価で、習得にも時間がかかります。また、用意するパソコンのスペックも2DCADよりも高スペックが必要でコストがかかります。

コストは、かかりますが、3DCADを導入することで上記にあげた利点も多くあるので、多くの企業が3DCADを活用しているというわけですね。

3DCADソフトでも安価な物も出てきてまして、私が最近、使っている3DCADとして、オートデスク社の「Fusion 360」があります。個人の趣味での使用は無料ですし、商用利用する場合も年間6万円くらいで使うことができます。

Fusion360塾
https://3ddofactory.com/category/fusion360-study-school

2D設計と3D設計は、この先いったいどうなるのか?

さて、最初のお題に戻りますと、2D設計と3D設計は、この先いったいどうなるのか?は、設計という視点でいくと2D設計も3D設計も場面によって使い分けていくと良いのかなと思います。

自然に皆さんが行っていることかと思います。地図やカーナビを例にあげましたが、家を建てる際にも、間取りを検討する際に、わざわざ斜めから見た3Dの状態で、ここが玄関で、ここがトイレ、お風呂、和室って考えないですよね。家を真上から見た2Dの状態で検討しますよね。

福井コンピュータアーキテクト株式会社のHPより

人間の脳の思考から2Dで考えたいときと3Dで考えたいときとがあると思うので、今後も2D設計と3D設計の両方を人は行っていくことになると思います。

また、3D設計を行った場合に、最終のアウトプットとして、2D図面をつくるか、つくらないか?というのも以前から言われていることですよね。加工を外部にお願いする際に2D図面が必要だったり、社内での保管用に必要だったりと、上記で述べてきたように2D図面の良さというのもあるので、全く作成しないといのは無いかもしれませんが、3Dもやって2Dもやってだと設計者の負担が大きくなってしまう場合があるので、2D図面は簡易的なものにとどめて3Dモデルを正にして仕事を進めるというのも3D設計を行っていく上で1つ大事な業務の進め方かなと思います。

2DCADと3DCADとの併用という話しになると、理想は、3DCADの1種類で業務が全て上手く回れば良いのですが、2DCAD、3DCADそれぞれに良いところがあり、各メーカーによって出されているソフトによっても長所、短所があるので、1つに選ぶのは難しいところはあります。

もっと理想を言うと、ソフトが違くてもデータの互換性が別ソフト内で出来てデータ管理も行えるようになれば良いですよね。各メーカーの都合もあって難しいとは思いますが・・・

CADは道具なので、道具を上手く使いこなし、使い分けていくことが大事ですかね。

3DCADを使っていないから会社として時代から遅れている、使っているから進んでいるということではないと思います。最終的に設計して生み出されるものが成果物だと思いますので、自社にあった設計の仕方やCADを選択して業務を行うのが良いのかなと思います。

2D設計、3D設計どちらも必要ですし、2DCAD、3DCAD、どちらも必要で、3Dモデル、2D図面どちらも今後も必要というのが私の結論ですね。

ただ、業務を改善、改革していくには、これまでの業務フローを変えていくことも重要なことは確かです。3DCADを導入するのであれば、2DCADで仕事していた時とは別な社内ルールや業務フローにしていくことも検討した方が良いかと思います。設計者が負担が増えないようにだけ注意は必要ですね。

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