2D-CADと3D-CADの長所と短所【キーワード学習】

CADとは？【技術士二次試験】

CADとは「Computer Aided Desing」の略称です。

「2D-CAD」と「3D-CAD」に大きく分けて説明します。
また考える視点として「部品とアセンブリ」で考えていきます。

２D-CADの概要と特徴（二次元CAD）

2D-CADは二次元CADとも呼ばれ立体形状を
2Dである図面へ落とし込むことを目的に使用されるます（製図）

図面を手で書くという工程を2D-CADというツールに置き換えています。
「手書き製図 vs 2D-CAD、3D-CAD vs 2D-CAD」と比較できます。

2D-CADの長所

2D-CADは手書きの置き換えなので導入が容易である。
費用面で3D-CADよりも安い。
手書き図面よりも修正や再利用が容易である。

2D-CADの短所

立体形状が二次元になっているため直感的に形状が分からない。
図面上で見えていない断面や投影図の情報が得られない。
アセンブリで干渉を見つけにくい。

3D-CADの概要と特徴（三次元CAD）

3D-CADは三次元CADとも呼ばれコンピュータ上で
部品形状や製品を作成するツールのことを言います。

作業プロセスとして「3D-CADから2D-CAD」があります。

3D-CADの長所（波及効果を含む）

形状が直感的に理解できる。
干渉のチェックができる。
体積・表面積・重心・質量などが抽出できる。
SimulationやCAMなど他の工程で使用できる。
部品同士の動きを確認できる。

3D-CADの短所（課題と問題を含む）

2D-CADと比較して費用が高い。
ソフトを使用するのに一定以上のPCスペックが必要になる。
手書き製図の延長ではないためソフトの操作方法を覚える必要がある。

留意点

CADにおける留意点には下記の項目があります。
順番に内容を解説していきます。

中間フォーマット問題
3Dモデルのデータ活用問題
ヒストリー系とノンヒストリー系

①中間フォーマット問題

CADファイルにはメーカー独自の拡張子がありますが
これは各社が異なるカーネルを使用しているために生じます。

そこでCADでは中間フォーマットというCADソフト同士で
互換性のある拡張子が用意されています。

2D中間フォーマット・・・DXF、DWF、DWG、
3D中間フォーマット・・・STEP、IGES、Parasolid、

②3Dモデルのデータ活用問題

3Dモデルはそれだけで部品形状を表現できます。
そのため簡単な板金であれば3Dデータのまま加工依頼ができますが、
日本国内では3Dデータがあっても2D図面の作成が必要な場合が多いです。

3Dデータを検査工程で使用していくニーズがあるため、
その上流である加工においても3Dデータを直接読み込める
マシンリーダブルなデータとしての活用が期待されています。

③ヒストリー系とノンヒストリー系

3D-CADには「ヒストリー系」と「ノンヒストリー系」があります。
CAD上での作業履歴を3Dデータに保持しているのが「ヒストリー系」です。
ヒストリー系からノンヒストリー系のCADにデータを移行すると履歴が消えてしまい
寸法を駆動させることによる形状変更ができなくなります。

近年はヒストリー系のCADが主流です。
その証拠にハイエンドCADと呼ばれる領域は全てヒストリー系です。