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機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等



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3DCADの種類

CADとは

 

CADとは 「Computer Aided Design」 の略です。和訳すると「コンピューター支援設計」です。つまり、CADはコンピューターによって設計を支援してもらう道具ということです。

 

道具であるため、CADの使い方を理解したからといって設計ができることにはなりません。
設計ができるようになるためには、製図や力学などさまざまな知識を身につけ、実際に設計を経験する必要があります。

 

しかし、設計ができるようになるまでの最初のステップとしてCADを覚えることは非常に重要です。なぜなら効率良く設計を行うためには、CADが欠かせないからです。

 

設計の仕事に就いてはじめて行う設計作業は、CADを使った図面の作成や3Dモデルの作成です。先輩設計者からの指示で、設計を学んでいくことになります。従って、CADが使えなければ何も始まりません。まずは、そのファーストステップとして、CADについて学んでいきましょう。

 

CADの歴史と種類

 

昔は「ドラフター」という製図台を使い設計者が手書きで図面を作成していた時代がありました。私の学生時代の製図の講義はドラフターでした。就職先にもドラフターがあり、ベテランの設計者はドラフターで設計図を作成していました。現在の設計現場で見ることは殆どないことでしょう。

 

ドラフター

 

その後、パソコンの普及とともに製図台は姿を消し、2D-CADや3D-CADへ移行していくことになります。3D-CADが普及しはじめた頃は、パソコンは非常に高価であり、3D-CADを導入できる企業は大企業や一部の利益を上げている企業程度でした。

 

しかし、近年はパソコンが高性能化し安価に手に入ることができ、中小企業へも急速に3D-CADの普及が進んでいます。また、大企業の仕事を受けるために導入せざるを得ない中小企業が非常に増えてきています。この状況に合わせて、CADを使える人材のニーズも高まり、操作をマスターするまでの難しさから、CADが使えるエンジニアは重宝されている状況が続いています。

 

CADの歴史

 

 

3D-CADの普及に伴い、CADの開発・販売を手がけるメーカーも増え、様々なCADが市場で販売されております。大手家電量販店に行けば3Dプリンターが販売され、CADソフトが店頭に並んでいる様子も伺えます。

 

今後、さらにCADは注目されモノづくりの範囲を超えて家庭にまで進出していく日も近いことでしょう。

 

CADソフトは利用される分野別に提供されています。

 

・機械用CAD
・建築用CAD
・土木用CAD
・電気用CAD

 

当サイトは機械設計エンジニア向けですので、機械用CAD(メカCAD)について詳しく解説して参ります。

 

2DCADの種類について

 

機械設計分野で使われる2次元CADで最も有名で圧倒的なシェアを持つのが、アメリカのオートデスク社が開発・販売している「Auto CAD」です。書店に行けば多くの関連本が販売されています。

 

他にも様々なメーカーがソフトの開発・販売にあたっております。
(CADSUPER,頭脳RAPID,CADPAC等・・・)

 

3DCADの種類について

 

次に3次元CADですが、大きく分けると次の3つのタイプに大別されます。

 

・ハイエンドCAD
・ミッドレンジCAD
・ローエンドCAD

 

これら大きな違いは「機能差」です。ハイエンド > ミッドレンジ > ローエンド の順に機能が高いCADとなります。

 

ハイエンドCAD

 

ハイエンドCADは機能が高いため、主に航空機・自動車・家電業界など製品の部品点数が多く、複雑な設計を必要とする分野で利用されています。

 

代表的なソフトは、CATIA、Creo Paramatoric(旧Pro/ENGINEER)、NXです。日本の大手製造業の多くはこれらのCADを使用しています。

 

ソフトウェア名

開発・販売メーカー

利用されている業界

CATIA

ダッソー・システムズ社(フランス) Boeing社、トヨタ自動車(株)や本田技研工業(株)、三菱自動車工業(株)等の自動車業界、造船等で利用

Creo Paramatoric

(旧Pro/ENGINEER)

Parametric Technology (PTC)社
(アメリカ)

トヨタ自動車、SHARP、SONY等の自動車・家電業界で利用

NX

シーメンスPLMソフトウェア社(アメリカ) マツダ(株)、日産自動車(株)等の自動車業界で利用

Unigraphics (UG)

シーメンスPLMソフトウェア社(アメリカ) マツダ(株)、日産自動車(株)等の自動車業界で利用

I-Deas

シーメンスPLMソフトウェア社(アメリカ) マツダ(株)、日産自動車(株)等の自動車業界で利用

 

世界的には「CATIA」と「Creo Paramatoric」の2つのCADが多くのシェアを占めているようです。

 

※ I-deasの開発元である米SDRC社がUnigraphicsの開発元である米UGS社(現Siemens PLM Software)に買収されたことをきっかけに、I-deasとUnigraphicsの強みを生かした統合版として生まれたのがNXである。WIKIペディアより

 

ミッドレンジCAD

 

ミッドレンジCAD は、低価格で操作が容易ですが、機能はハイエンドCADに劣る部分があります。しかし、主要な機能はハイエンドCADに劣らず、設計で十分利用できるソフトです。
代表的なソフトは、SolidWorks、Inventor、TOPsolid、Solid Edge 等です。

 

ソフトウェア名

開発・販売メーカー

利用されている業界

SolidWorks

SolidWorks社(フランス)
※ダッソー・システムズの子会社

機械・家電・精密機器等

Fusion360

Autodesk社(アメリカ) 家電製品、電子通信機器、製造装置等

Inventor

Autodesk社(アメリカ) 家電製品、電子通信機器、製造装置等

TopSolid

Missler Software 社(フランス) 設備機械・家電製品等

Solid Edge

シーメンスPLMソフトウェア社(アメリカ) 設備機械・家電製品等
iCAD SX 富士通 機械装置向け

 

ローエンドCAD

 

安価なCADからフリーのCADまで様々です。個人が趣味程度で使うCADとしては良いですが、実際の製品設計では機能的には不十分な部分が多いです。

 

ソフトウェア名

開発・販売メーカー

利用されている業界

Inventor LT

Autodesk社(アメリカ)  

123d design

Autodesk社(アメリカ)  

DesignSpark

アールエスコンポーネンツ  

Creo Elements Direct Modeling Express

Parametric Technology (PTC)社
(アメリカ)

 

こちらのページで「フリーで使える3次元CAD」を詳しく解説しています。

 

(CADを開発している会社の多くは、海外製(アメリカ・フランス)です。

 

 

上記に説明したCAD以外にも多くの種類がありますが、どのCADを覚えるのかはさほど重要ではありません。覚えなければならないCADは実際に業務で使われているCADであるからです。(大手はハイエンドCAD、中小企業ではミッドレンジが使われている傾向にあります。)

 

ですから、当サイトではCADの具体的な操作については解説しません。それよりむしろ全てのCADに共通する基本となる考え方を中心に解説して参ります。

 

基本となる考え方を身につけると、利用するCADが代わっても問題ありません。また、基本的な考え方を理解した上でCADを使うことは、ただ単に操作を覚えるよりも格段に上達が早くなります。

 

是非、当サイトの内容をしっかり理解して頂き、あなたの今後のご活躍に役立てて頂ければ幸いです。

 

なお、「ミッドレンジCAD」でご紹介したFusion360は、1か月単位から低価格で使うことができ、メカ設計でも十分活用できるおすすめのソフトです。

 

詳細はメーカーサイトをご参照ください。↓

 

 

 

 

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