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【誰でも分かる】3DCADとは?モデリングの仕方からおすすめ3DCADソフトまで徹底解説!

こんにちは!濱谷です。
今回は3DCADの概要から最も基本的な機能であるモデリングについて解説していきます。
また今回使用するソフトであるFusion 360についてもご紹介していきたいと思います。

3DCADとは

まずはじめに、3DCADとは何かについて簡単に説明します。
最初に、CADとはComputer Aided Design の頭文字をとったもので、直訳すると「コンピュータに設計を支援してもらう」という意味です。
紙の図面ではなくコンピュータを使って設計やデザインを行うこと全般を指します。
さらに、3DCADとは、紙で行っていた2次元図面(2D)をコンピュータ上で3次元に拡張したものです。

コンピュータ上の擬似3次元空間に立体を構築していくことで、製品や設計のイメージづくりがより具体的に行えるというメリットがあります。
従来までは、ソフト自体の価格やハードウェア的な制約などから3DCADの導入が難しかった現場でも、今日ではかなり導入のハードルが下がっていますし、さらには個人でも使用できるようなものも登場しています。
そのため、現在では製造や設計、デザインなどの現場で幅広く3DCADが利用されています。

CADの初心者がやった方がいいこと

次に、CADの初心者がやった方がいいことを2つご紹介します。
ものづくりに興味があったり、様々な理由でCADを始めたいなと思われた方はぜひ実践してみましょう。

CADの初心者がやった方がいいことは、

  1. とりあえずソフトのダウンロード
  2. 手っ取り早く講座を受けてしまう

この2点です。
初歩的なことですが、とりあえず行動に移しておけばCADマスターへの道も近いです!
はじめは、この2つを実践してから次のステップに進むことをおすすめします。

① とりあえずソフトのダウンロード

まずはソフトの操作方法を考えるより、とりあえずCADソフトのダウンロードをしてみましょう。
CADソフトをダウンロードしない限り、ずっと図面作りが進みません。

また、CADソフトを実際に使わないとCADについての疑問さえも生まれないでしょう。
CADのスペシャリストに会えたとしても、CADソフトを触ったことがないと何も質問できないんですよね……!

そこでおすすめしたいCADソフトを3つご紹介しますが、

  • 2DCADを始めたいなら → AutoCAD
  • 3DCADを始めたいなら → Fusion 360
  • 建築用3DCADを始めたいなら → Revit

この3つが特におすすめのCADソフトになります。

2DCADを始めたい方は、CADソフトシェア率No.1の「AutoCADを使うのが安定していておすすめです。
3DCADを始めたい方は、非商用利用なら無料、商用利用でも年間6万円前後で利用できる「Fusion 360がベストといえるでしょう。

この3つのソフトは、いずれもAutodesk社が出しているCADソフトです。
Autodesk社のソフトウェアは基本的にビューが分かりやすいので初心者でも溶け込みやすいですよ。

② 手っ取り早く講座を受けてしまう

自分でCADを練習しようにも「操作が全く分からない」「作図や設計の基礎を知らないから上手くいかない」なんて時もあると思います。
「独学があまり好きじゃない」「上手くいかない」と言う人は、手っ取り早くCADの講座(セミナー)を受けてしまうのもおすすめです!

CAD初心者でも安心して受講できるセミナーをご紹介します。

こちらの3つが主におすすめの初心者向けCAD講座になっています!

AutoCAD基礎セミナーはその名の通りAutoCADを使った2DCADの基礎を教えてくれる講座で、今後2DCADを仕事で使い方におすすめのセミナーです。
Fusion 360セミナーはFusion 360を使った3DCADの講座で、3DCADを使ったことがない方でも2日間のセミナーで業務レベルの3DCADスキルを身につけることができるセミナーです。
Revitセミナーは建築用3DCAD・BIMであるRevitを学べます。
Revitの操作を習得することで、実際の業務でBIM/Revitを活用できるようになるおすすめのセミナーです。

どのセミナーも初心者向けで、CADが全く分からなくても受けられる講座とのことなので安心です。
しかも最後には資格が取れるほどの経験までさせてくれるので、初心者から成りあがるにはセミナーが一番手っ取り早いです。
また、もちろん一人で行かなくてもいいんです!心配なら職場の方や友人と一緒に行っても大丈夫なのが嬉しいですね。

3DCADの基本的なモデリングのやり方

では実際に3DCADを使用するにあたって一番の基礎であり重要であるモデリングを、Fusion 360を使って解説していきたいと思います。
今回モデリングの題材として選んだのは、たまたま手元に転がっていたおねじ取付用スーパーカプラです。
はじめに各部の寸法を測り、ざっとで良いので紙にでも書いておきましょう。

1.まずは六角部分を作っていきたいと思うので、新規スケッチをXZ平面に作成します。
ここで使用したのはSKETCHメニュー内のPolygon – Circumscribed Polygonです。
角数を6、2面幅17.0mmの1/2である8.5mmを入力します。

2.続いてCREATEメニューからExtrudeを選択し、Y軸方向に押し出して六角柱を作成します。

3.六角柱の上面にネジ穴を作成するための新規スケッチを作成し、円を作図します。
ExtrudeツールでY軸マイナス方向に押し出せば、自動的に円の直径分の凹みが作成されます。

4.次に、先ほど作成した凹部の内壁にG1/4メネジを作成します。CREATEメニューのThreadツールを選択し、3で作成した円柱の内壁を選択します。Thread TypeにISO Pipe Thread、Sizeに13.157mmを選択すれば完了です。

5.では、続いておねじ取付用スーパーカプラの接続部分を作っていきましょう。いくつか方法があると思いますが、今回は断面図から回転体を作成する方法で作りたいと思います。
まず、XY平面に新規スケッチを作成し、断面図を大まかにLineツールを使って描きます。

6.現物から採った寸法データをSKETCHメニューのSketch Dimensionを使って書き込んでいきます。
寸法を入力すると自動で正確な図面が描画されることがCADの強みですね!

7.必要な情報を入力できたら、CREATEメニュー内のRevolveを選択し、TypeをFull、つまり360度全周、Axisには回転体の中心となる軸を指定します。
かなり目的の形状に近づいてきました!

8.次に本体を貫通する穴を開けたいと思います。
先ほど作成した回転体の底面に、穴の内径となる円を新規スケッチで作図し、これを押し出すことで穴が空きます。
このとき、ExtrudeツールのOperationオプションはCutを選択しましょう。

9.残りの細かい部分を仕上げていきましょう。
まずは、六角柱のカドの部分が面取りされていますのでこれを作りましょう。
MODIFYメニューのChamferを選択し、六角柱のカドを6つ全て選び、面取りの大きさを指定すればOKです。

10.六角柱の底面と上面には単純な45度面ではない面取りが施されています。
このような形状を作成する方法はいくつかあると思いますが、今回は一つ代表的な方法を紹介します。
まず六角に外接する円柱(高さは六角柱と同じ)を作成します。
円柱の2辺をChamferツールで面取りします。
MODIFYメニューのBooleanツールを選択し、Target Bodyに六角柱を、Tool Bodyには円柱を選択します。
OperationオプションでIntersectを選択すると、目的の形状が得られます。
Intersectとは、2つのオブジェクトの共通部分だけを残すという操作で、他にはJoin、Cutがありますので目的に応じて使いこなして下さい!

11.ここまで来て六角柱のカドの面取り寸法が間違っていることに気が付きました!
しかし、Fusion 360では過去にさかのぼって編集履歴を変更できる機能がありますので、このように後から間違いに気づいてもその部分だけの修正を加えることが出来ます。
この機能があってとても助かりました!
対象の編集履歴をダブルクリックし、正しい数値を入力すればその後の操作に影響を与えることなく修正を加えることが出来ます。

12.細かい部分の面取りなどを仕上げて完成です!

目的の形状を作るためには様々なアプローチがあり、特に一つの正解というのはないので、是非いろいろな形状のものをモデリングして練習を積んでみて下さい!

3DCADを始めてみたい方へのおすすめソフトは?

以上、ざっくりと3DCADのモデリングについて説明してきました。
今回使用したFusion 360は、主に機械設計用途のCADソフトで、モデリングだけではなくレンダリング機能も充実しており、また構造解析や応力の計算などのシミュレーション機能も備えた統合型3DCADソフトです。

機械部品設計に強い「パラメトリックモデリング」と自由曲面に強い「スカルプトモデリング」に対応しているのでこのソフト一つでデザインから設計までができます!

データはクラウド上で管理されているため、チーム内でのデータ共有がしやすく、複数人での同時作業がしやすくなっています。
また、上書き保存した際に、古いバージョンが自動でバックアップされたり、作業履歴がデータ保存されるのも嬉しい機能ですね!

Fusion 360は、商用利用の場合は有料ですが、非商用使用であれば企業でも無料で使用できます。
さらに、有料ではありますが価格自体はかなりお手頃です。
従来は数百万円した3DCADですが、Fusion 360は年間71,500円(税込)、月額8,800円ですべての機能を利用することができます。
また、学生や教育機関、非営利団体、スタートアップ企業であれば無料で使うことができます。

Fusion 360はCADソフトとしてもかなり優秀で、導入している企業も多数ありますので、求人を探したい時にも無料でCADスキルをつけるならもってこいのCADソフトウェアです。
無料で練習ができ、仕事でも利用できる一番おすすめのCADソフトになります!

Fusion 360

Fusion 360のスペック

機能 ソリッド・サーフェス・自由曲面のモデリング、アセンブリ、図面作成、履歴、プラグイン、レンダリング、アニメーション、CAM、CAE
対応OS Windows(64bit)、Mac
インポート拡張子 wire、dwg、iam、CATProduct、dxf、iges、prt、obj、asm、g、neu、3dm、sat、sldprt、step、stl、skp 他 計33種
エクスポート拡張子 dwg、ipt、dxf、fbx、igs、obj、sat、smt、step、stl、skp
URL https://bizroad-svc.com/fusion360/

Fusion 360 ライセンスの種類

前記の通り、Fusion 360には商用ライセンスの他に、学生やスタートアップ企業向けに無料ライセンスがあります。
無料試用版ライセンスは、商用ライセンスと比べ機能に制限があります。

商用ライセンス 1年間ライセンス:71,500円
3年間ライセンス:203,500円
無料ライセンス 無料ライセンスを利用する場合は、以下の条件があります。
スタートアップ企業向け

  • 従業員数 10 名以下、年間総収益 10 万ドル未満の企業 親会社を含む
  • Autodesk Fusion 360 コミュニティでストーリーを共有できる企業
  • 1年契約。更新には承認が必要

個人利用向け

  •  個人による非商用目的のデザインプロジェクト、または自宅での非商用目的の製造

スタートアップ企業向け

  •  学生、教育者、教育機関

OnShape:PTC社


もうひとつおすすめなのが、フルクラウド3DCADソフト「OnShape」もおすすめです。

OnShapeは、基本機能を無料で使えるフルクラウド3DCADソフトですので、アカウント情報の登録だけですぐ使い始めることができます。
OnShapeは無料版と有料版がリリースされていますが、無料版でも基本的なCAD機能に制限なく利用することができます。
ただし作成して保存したデータは、すべてOnShapeのパブリッククラウド上にアップロードされるため、世界中の誰でも検索し、閲覧することができるようになります。
そのため、趣味で使用するレベルで複数人で作業するにはいいのですが、作成したデータを他人に見られたくない場合には、有料版を使用する必要が出てきます。
さらに、有料ではありますが価格自体はかなりお手頃です。
従来は数百万円した3DCADですが、OnShapeは年間でスタンダードが177,650円/年、プロフェッショナルが248,710円/年です。
機能の違いは「Onshapeのおすすめセミナーを紹介!3DCADを学ぶならセミナーで」をご確認下さい。
無料版で操作感を試してみて、仕事のニーズや好みに合うようならば有料版に切り替えるというのが一般的な流れです。無料で練習ができ、仕事でも利用できるおすすめのCADソフトになります!

OnShapeのスペック

機能 ソリッド・サーフェス、アセンブリ、図面作成、履歴
対応OS フルクラウドシステムのため、インターネットが使用できれば良い
インポート拡張子 dwg、iam、CATIA v4/v5/v6、dxf、iges、obj、neu、3dm、sat、sldprt、step、stl、他 計30種
エクスポート拡張子 dwg、ipt、dxf、igs、sat、step、stl、他 計10種
URL https://bizroad-svc.com/onshape-lp/

OnShape ライセンスの種類

前記の通り、OnShapeには無料ライセンスの他に、スタンダードライセンスとプロフェッショナルライセンスがあります。

有償ライセンス スタンダードライセンス:177,650円
プロフェッショナルライセンス:248,710円
無料ライセンス 無料ライセンスを利用する場合は、以下の条件があります。

  • 作成データの公開

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CADに関係した資格と業務

CADを学ぶ目的の一つに資格の取得があると思います。
では3DCADに限らず、CADに関係する資格にはどのようなものがあるのでしょうか。
代表的なものをいくつか挙げてみましょう。

2次元CAD利用技術者試験
3次元CAD利用技術者試験
CADトレース技能審査
オートデスク認定資格
CAD実務キャリア認定制度

などがあります。
建築や機械などの分野ごとに別れているのはもちろんですが、各資格ごとにそれぞれ特色があり、自分の目的にあった資格を取得することが業界での就職や転職の際に有効なアピール材料となります。

資格への近道は講座やセミナーをうまく利用すること

CADの資格というとある程度専門的な知識が必要とされてきますので、独学のみで受験して合格するのは少し厳しい場合があるかもしれません。
試験はそう簡単なものではないので、独学で調べながら学んでも理解ができず試験に応用ができない場合もあります。

そこでおすすめしたいのが各種CADの講座やセミナーです!
一般的なソフトの使い方やCADの知識だけでなく、それぞれの資格ごとに対策用の講座やセミナーが用意されている場合が多いので、そういったものを積極的に利用するのが合格への近道ですね。
セミナー講座が終わった後に、少し試験への対策方法などを講師の先生に聞くことができるのもCADセミナーの魅力の1つですね。
うまくセミナーや講座を利用して、資格試験や自分のスキルに利用できるといいですね!
個人的におすすめの講座は下記になります。

おすすめの3DCADセミナー

セミナー名 時間 料金
Fusion 360入門セミナー 2日間(13:00〜17:30)
※eラーニング有り
27,500円〜 詳細はこちら

Solidworksセミナー
2日間(10:00〜17:30)
※eラーニング有り
41,800円~
詳細はこちら

おすすめの2DCADセミナー

セミナー名 時間 料金
AutoCADセミナー 2日間(13:00〜17:30)
※eラーニング有り
22,000円〜 詳細はこちら

おすすめの建築用CADセミナー

セミナー名 時間 料金
Revitセミナー 2日間(13:00〜17:30) 30,800円~ 詳細はこちら

CADが初めての方は非常に申し込みしやすい優しいセミナーになっています。

まとめ

以上、今回はモデリングをメインに3DCADについて足早に解説してみましたがいかがだったでしょうか。
今回紹介したFusion 360は、無料ということもあって個人の方や副業でなにかものづくりを始めたい、という方にもうってつけですので是非挑戦してみて下さい!

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