3次元CADとは
3次元CADとは、コンピュータ上で立体的な形状をデジタルデータとして作成・編集・管理するシステムです。2次元図面では表現が困難だった複雑な曲面や内部構造を、X・Y・Z軸の座標空間内で直感的にモデリングできます。
製造業における設計工程では、部品の干渉チェックや質量計算、応力解析などを仮想空間で実施できるため、試作コストの削減に貢献しています。建築分野でも空間の視覚化や日照シミュレーションなど、設計検証の精度向上に活用されているのが特徴です。
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ソリッドモデリングとサーフェスモデリングの違い
ソリッドモデリングは、立方体や円柱などの基本形状を組み合わせて内部まで詰まった実体として表現する手法です。体積や重心位置を自動計算できるため、機械部品の設計や構造解析に適しています。
サーフェスモデリングは曲面の連続性を重視し、複雑な自由曲面を滑らかに表現する際に使用されます。自動車のボディや家電製品の外装など、美しい造形が求められる分野で威力を発揮する手法です。
| モデリング手法 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| ソリッドモデリング | 内部まで定義された実体 | 機械部品・金型設計 |
| サーフェスモデリング | 表面形状のみ定義 | 自動車外装・家電筐体 |
| ワイヤーフレーム | 線と点のみで構成 | 初期スケッチ・概念検討 |
パラメトリック設計による設計変更の効率化
パラメトリック設計では、寸法や角度などの数値をパラメータとして定義し、それらの関係性を数式や拘束条件で管理します。例えば穴の直径を変更すると、それに連動するボルトの位置や板厚が自動的に再計算される仕組みです。
| 拘束条件の種類 | 内容 |
|---|---|
| 幾何拘束 | 平行・垂直・同心などの位置関係 |
| 寸法拘束 | 長さ・角度・半径の数値指定 |
| 数式拘束 | パラメータ間の演算関係 |
| 参照拘束 | 他部品との相対的な位置決め |
設計履歴がツリー構造で記録されるため、過去の操作を遡って修正しても後続の形状が自動更新されます。製品バリエーションの展開や顧客要望への対応が迅速になり、設計者の作業負荷を大幅に軽減できるのが利点です。
※上記コンテンツの内容やソースコードはAIで確認・デバッグしておりますが、間違いやエラー、脆弱性などがある場合は、コメントよりご報告いただけますと幸いです。
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