2Dと3D CADの違いを解説！自社に合うCAD選びとは？

2019年 4月17日

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時代は2D CADから3D CADへと徐々に移りつつあります。

ではCADは、どのような歴史をたどってきたのでしょうか。今回は、2D CAD・3D CADそれぞれの違いやメリット、デメリットについてあわせてご紹介します。

CADはどのような歴史をたどってきたのか？

まずは、CADがどのような歴史をたどってきたのかについて解説します。

CADは1963年に誕生し、80年代以降にコンピューターの発展と共に急速に普及していきました。90年代になるとコンピューターが安価で買えるようになり、CADはものづくりの現場を中心に、ますます普及していきます。

当初は2Dで図面を表す2D CADが主流でしたが、後に3D CADが登場します。3D CADは複雑な立体を誰でも認識できるというメリットがあり、徐々に3D CADを導入する企業が増えていきました。

現在は2D CADと3D CADの両方が、ものづくりの現場で使われています。

2D CADと3D CADでは、具体的に何が違うのでしょうか。この見出しでは、2D CADと3D CADの違いについて見ていきましょう。

2D CADの視点は、正面図・平面図・側面図で構成されます。図面は三角法に基づき、x、y、zの視点から描かれています。

一方で3D CADはコンピューターのメリットを最大限に生かし、仮想空間に三つの軸を用いた立体を構成しています。

2D CADは、三角法で描かれた図面から物の形を想像します。基本的に、三角法を理解していないと物の形を認識することができません。

一方で3D CADは立体を構成するため、物の形を視覚的に認識するのが容易です。誰でも物の形を認識できることから情報が共有しやすく、コミュニケーションの円滑化につながります。

2D CADは、図面を作成するのが主な用途です。

対して3D CADは、立体的なモデルのデータを作成するため、体積・表面積・質量・重心などの幾何情報を算出することが可能です。また、部品同士が干渉しないかという設計検証を得て、図面を作成することができます。

2D CADの場合は視点ごとにファイルを作成し、複雑な図面を作成するたびに管理するファイルが増えるため、工数もおのずと増加します。

3D CADの場合には、立体的なモデルを作成後、必要な視点の図面を2Dに切り出すといった手法を使用します。そのため、管理するファイル数の削減や簡易的なミスなどで発生する工数を削減することが可能です。

2D CADと3D CADには上記のような違いがあり、3D CADを導入することでものづくりの現場でできることが大幅に広がります。

2D CADと3D CADの違いについてご紹介しましたが、結局どちらが優れているのでしょうか。それぞれのメリット・デメリットについて見ていきましょう。

2Dの図面を手描きではなくコンピューター上で作成できるので、図面データの修正や保存、加えて図面の再利用ができます。また初期段階の構想設計の段階に多用することも可能です。さらに、拡張子による制限が3D CADソフトに比べると少なくなっています。導入費用については、3D CADと比べると安価です。

製造業の場合、構想設計および詳細設計を行う過程において、多くの検討・検証が必要となるため、試作検討段階で工数がかかりやすくなります。また技術者の熟練度にもよりますが、2Dの図面だけでは部品同士の干渉をはじめとする設計不良を見落とす可能性があり、その結果、手戻りが発生してしまう可能性があります。

3D CADで作成されたデータは誰でも簡単に形状を認識することができます。

また、部品データに属性情報を与えることもできますので、体積・表面積・質量・重心などを計算できることから、設計精度の向上につながります。加えて、部品同士が干渉しないかなどの設計検討を事前に行えるため、2D CADと比べて手戻りの発生率が減少し、試作品製作の回数も減少させることができます。

データ容量について、立体の情報および重量や部材などの属性情報を含んでいる分、2D CADよりも大きくなり、3D CADを利用するPCに求められるスペックも高くなります。

また、3D設計は今までの2D設計と設計手法や操作が大きく異なり、思考の転換が必要です。よって2D CADに慣れた作図者の場合は、一時的に工数が増えてしまうケースが多くなります。また他社と連携を取る場合、3D CADソフトのバージョン管理などの必要性が発生します。

2D CADと3D CAD、それぞれにメリット、デメリットがあります。しかし総合的に考えると、3Dを導入することで作業効率を上げることが可能です。

今回は、2D CADと3D CADの違いについて見てきました。

2D CADも大変便利なツールですが、3D CADを導入することで可能になることが大幅に増え、関係者との情報共有もしやすくなります。導入する際は2Dと3Dの違いを理解したうえで、自社に合ったものを検討してみてはいかがでしょうか。