2025.03.25

CADのモデリングとは？種類や基本的な手順を紹介

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CADモデリングとは

CAD（Computer-Aided Design）モデリングとは、コンピュータを使用して3Dモデルや2D図面を作成する技術のことを指します。製造業、建築、土木、アニメーション、ゲーム開発など、さまざまな分野で利用されています。CADモデリングにより、設計の効率化、エラーの削減、コスト削減が可能になります。

CADモデリングの種類

2D CAD

2D CADは平面上で設計を行う手法で、主に図面作成に使用されます。製造業では機械部品の寸法を正確に記述し、建築業では建物の設計図を作成するために用いられます。

代表的なソフトウェア：

AutoCAD（機械・建築設計全般）
DraftSight（AutoCADと互換性があり、低コスト）
Jw_cad（日本の建築業界で広く使用される）

3D CAD

3D CADは、立体的な形状をコンピュータ上で作成する技術です。3Dモデルを活用することで、設計の可視化が容易になり、試作前に問題点を発見できます。

ソリッドモデリング：実際の物体のように体積を持つモデルを作成する方式。代表的なソフトにはSolidWorks、Inventor、CATIA、Fusion 360などがあります。
サーフェスモデリング：表面の形状を重視する方式。自動車、航空機、家電製品などの流線形デザインに適用されることが多い。例えば、CATIAは自動車メーカーで広く使用されており、自由曲面のモデリングに優れています。
ワイヤーフレームモデリング：エッジのみで構成される3Dモデルで、主に初期設計段階で活用されます。

CADモデリングの基本的な手順

スケッチの作成

3Dモデリングの基本は2Dスケッチです。XY平面やXZ平面に線や円などの基本的な図形を描き、寸法拘束を設定します。

フィーチャーの作成

スケッチを押し出し、回転、スイープ、ロフトなどの操作を使って3D形状を作成します。

押し出し（Extrude）：スケッチを一定の高さまで伸ばす。
回転（Revolve）：スケッチを中心軸の周りに回転させる。
スイープ（Sweep）：スケッチを特定の軌道に沿って押し出す。
ロフト（Loft）：複数の異なる形状を滑らかに接続する。

フィレット（R加工）・面取り（C加工）

エッジを丸めるフィレットや、角を削る面取りを適用し、設計の完成度を高めます。

アセンブリ（組み立て）

複数の部品を組み合わせ、全体の構造を確認する作業です。干渉チェックやモーション解析も行います。

2D製図（製図作業）

3Dモデルを基に、2Dの製造図面を作成します。寸法記入や公差設定を行い、製造現場で使用できる形式にします。

CADモデリングの応用分野

機械設計

機械部品や装置の設計に用いられ、製造プロセスの効率化に貢献します。

建築設計

BIM（Building Information Modeling）を用いて、建築物の設計・施工・維持管理をサポートします。

製造業

金型設計、3Dプリンティング、試作などに活用されます。

アニメーション・ゲーム

3Dキャラクターや背景のモデリングにも使用されます。

CADモデリングのメリットと課題

メリット

設計ミスの削減：シミュレーションを活用することで、設計段階で問題点を発見できます。
作業効率の向上：手書き図面に比べ、迅速に修正・更新が可能。
データの共有・連携：クラウドを活用した共同作業が容易。

課題

ソフトウェアの習熟が必要：高機能なCADソフトは習得に時間がかかる。そのため、初心者向けにはFusion 360やFreeCADなどの軽量ソフトを活用するとよい。
ハードウェアの要求が高い：3Dモデルの処理には高性能なPCが必要。そのため、クラウド型CAD（例：Onshape）を活用するとPCの負担を軽減できる。