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3Dモデルがさまざまな分野で広がる中、3D CADの基礎を知り、活用できるスキルは重要になりました。ゲームやアニメ、建築や製造といった各分野で利用される3Dモデルは、作り手とユーザー双方にとって便利な技術です。本記事では、3D CADの基本やそのメリットを交えながら、3D CADの種類やモデリング方法について解説します。

3D CADとは

3D CADとは、3次元の立体で設計をするためのソフトウェアです。そもそもCADは「Computer Aided Design」の略称で、3Dは3次元を意味します。
3D CADを利用すれば、2次元の設計図を3次元に拡張可能です。コンピューターの中に仮想空間があり、その空間に立体的な3Dモデルを描いていくことで、奥行きなどを視覚で具体的に捉えることができるイメージです。
CADについては、「CADとは？機能やメリット、導入時のポイントをわかりやすく解説」で詳しく解説しております。

2D CADと3D CADの違い

CADは大きく2D CADと3D CADに分かれます。両者の違いを簡単に表現すると次のとおりです。

2D CAD：平面（2次元）の設計図を作成するソフトウェア
3D CAD：立体（3次元）の設計図を作成するソフトウェア

2D CADは、設計物の仕様や形状の詳細を平面図で捉えるため、設計図を理解する上では、見方など基本的な知識が必要でした。しかし、3D CADで作られる立体の設計図は、仕様や形状を3次元で表現できるため、設計図を見慣れていない人でも視覚的に理解することができ、設計イメージや仕様を直観的に共有することも可能です。

3D CADを利用するメリット

ここでは、3D CADを利用する3つのメリットをみていきましょう。

形状を可視化できる

3D CADを使って設計することで、これから作る物の形状を可視化できます。
たとえば、複雑な形をした部品などは、2D CADの平面で設計図を作るよりも、3D CADで立体的な形状を作成したほうが、形状・構造・寸法などの仕様が視覚的にも理解しやすいでしょう。
完成形を設計段階でチェックしながら進められるため、設計者と発注者との間で詳細に意識合わせをすることができます。
このことで、手戻りを防ぐことができ、設計の迅速化が進み、ひいては業務の効率化・工期短縮を導きます。結果、省力化・効率化が叶い、コスト削減につながることがとても大きなメリットといえるでしょう。

カタログ制作などに使用できる

3D CADで作成された3Dデータは、設計図の役割だけでは終わりません。
たとえば、製品の作業手順書や取扱説明書などの立体的なわかりやすいイメージ図として活用できます。さらに、3DデータをCGなどで加工すれば、カタログに載せる商品イメージとしても再利用可能です。
3Dデータは視覚的に分かりやすいため、ユーザー向けのカタログなどに二次利用ができることもメリットだといえます。

ARやVRなどへも活用できる

3D CADで作成した3Dモデルは、ARやVRなど、近年のバーチャルコンテンツにも活用できます。
ARやVRは、ユーザーが3Dモデルをあらゆる方向から眺めたり、3D空間に入り込んで没入感を得たりするところに魅力がある技術です。
このように、3D CADは幅広い分野で活用できるというメリットがあります。
ARについては、「ARとは？仕組みや種類、活用シーンなどをわかりやすく解説」の記事でも詳しく解説しています。また、VRについては「VRとは？仕組みや活用シーンなどをわかりやすく解説」にて詳しく解説していますので、あわせてご覧ください。

3D CADの種類

3D CADは、ソフトウェアの機能や価格もさまざまです。ここでは、3D CADの種類を大まかに3つに分類してみていきましょう。

ハイエンド

ハイエンドの3D CADは、文字通り高機能な3D CADのことを指します。
たとえば、自動車業界や航空宇宙開発、船体の精密な工業部品の設計などの、部品点数が多く複雑な設計が求められる分野で使われています。
複雑な形状を形成するために高度な機能が豊富に用意されており、処理が高速なために待ち時間も少なく、効率的な設計が可能です。導入コストは高めですが、より精密でプロフェッショナルな設計が必要な分野やシーンで活用されています。

ミドルレンジ

ハイエンドの3D CADに比べると機能は劣りますが、さまざまな分野の製品設計で活用されています。
たとえば、家電や機器などの設計においては十分な機能を持っています。価格帯も、ハイエンド3D CADと比べておさえられており、導入しやすいソフトウェアだといえるでしょう。
多くの業界、各分野の企業でもっとも普及しているのがミドルレンジの3D CADです。

ローエンド

個人ユーザーでも利用可能な価格帯で提供されているのがローエンドです。無償の3D CADもあります。
機能はミドルレンジに劣るものの、3D CADをこれからはじめるユーザーにとっては導入しやすいのではないでしょうか。
ただし、企業で製品設計をするメインのソフトウェアとして活用するには、機能面や処理速度が足りない可能性があります。また、汎用性も低いため、扱えるデータ形式が少ないというデメリットも把握しておきましょう。

3D CADのモデリング方法

3D CADでのモデリングを始めるならば、大まかな手順を把握しておくとよいでしょう。ここでは、モデリング方法を3つのステップでみていきます。

ステップ1：2Dのスケッチで輪郭を描く

3D CADでモデリングをする際も、まずは2Dでスケッチします。
具体的には、X軸とY軸方向に線を引き、平面の図形（輪郭）を作成します。このとき、3Dにした場合にどのような形状になるかをイメージしながら、2Dを形成しましょう。

ステップ2：2Dスケッチを3Dにする

2Dで作成した平面図を、3Dにしていきます。
たとえば、平面の長方形ならば、スケッチを上に“押し出す”ことで、立体的な長方形になります。長方形以外の平面図も、“押し出す”ことによって高さと奥行きが視覚的に認識できるため、立体的な物として認識できます。

ステップ3：角をまるめたり取ったりするなどして形成する

3Dになった物の角をまるめたり、切り取ったりして形成していきます。
たとえば、長方形の立体の角を取れば、丸みのある滑らかなイメージの長方形ができ、さらに角を取ることで、面取りをした長方形ができます。
このように、まずは2Dの平面図を作成してから3Dに起こしていくのが、3D CADの基本的な3Dモデリング方法です。

SketchUpで3Dモデリングを簡単に

3D CADを使用したモデリングが難しい場合、3DモデリングソフトのSketchUpを使うことで、モデリング操作を簡便で直感的に行えます。
SketchUpを起動すれば、奥行きのある仮想空間と、スケールの目安となる人物の2Dモデルが表示されます。画面の上と左側のバーにツールアイコンが並んでいます。それぞれのアイコンは、どのようなツールかが一目でわかるので、使いたいツールを選択しやすいでしょう。
たとえば、2Dで作成した長方形を立体的に引き出したい場合は、平面と上矢印が組み合わせてあるアイコンの、プッシュプルツールを使います。視覚的にもわかりやすく、直感的に操作ができるため、3Dモデリングソフトを初めて使うという人でも、操作に慣れやすく使いやすいソフトウェアです。
SketchUpについては、「SketchUpで3Dモデリング！機能やおすすめポイント、導入方法などを解説！」で詳しく解説していますので、あわせてご覧ください。

使いやすい3D CADソフトで3Dモデリングをしよう！

3D CADは、立体的な設計図を作成するためのソフトウェアです。2D CADで作成する平面図よりも、視覚的にわかりやすい3次元の設計図は、設計者や発注者など図面を見る人が理解しやすいものになります。業務の効率化やネットワークの連携など、3D CADを導入する利点が大きいことから、多くの企業でその導入が進んでいます。3D CADを利用するメリットを知ることで、活用の仕方も広がるでしょう。3D CADの種類も確認しながら、ご自身の業務に使いやすい3D CADを選定しましょう。