CAD知識 – メカ設計のツボ

3D-CADとは？機械設計の3次元モデリングのデメリットとは？

ARATA — Wed, 13 Jul 2016 14:36:05 +0000

３次元ＣＡＤをメーカはどうやって活用しているのか、その実態を紹介していきます。機械設計において３次元ＣＡＤは必須ではありませんが、使えると何かと便利です。ただ、メリットばかりではなく、デメリットもありますので、合わせて紹介していきます。

３Ｄ－ＣＡＤとは

３次元ＣＡＤとは、部品モデルを３次元の立体形状で作成し、設計支援を行うソフトウェアのことです。このソフトウェアは、いくつか種類があり、それぞれの企業が活用用途に応じて使い分けています。

ソフトを選ぶ基準は「機能で選ぶというだけでなく、他の関連企業と合わせて、データ交換をスムーズに行う」という理由で選ばれることが多いようです。データ交換自体は３次元モデルの決められたフォーマットがあるので、その形式で書き出せば読み込めるのですが、ソフトが違うと何かと問題が起きた時に面倒なので、同じソフトを使うといった意味合いが強いと思います。

３次元ソフトで代表的なものをいくつかご紹介します。
・ＣＡＴＩＡ・・・トヨタ自動車、本田技研、三菱自動車など
・Ｐｒｏ/ＥＮＧＩＮＥＥＲ・・・トヨタ自動車、ＳＨＡＲＰ，ＳＯＮＹなど
・ＮＸ・・・マツダ自動車、日産自動車など
・Ｕｎｉｇｒａｐｈｉｃｓ・・・マツダ自動車、日産自動車など
・Ｉ-ＤＥＡＳ・・・・・・マツダ自動車、日産自動車、工作機械業界など
・ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ・・・一般機械・家電メーカなど

ご覧の通り、自動車メーカなどはＣＡＴＩＡが主流のようです。あとは実際に使ったことのないソフトばかりですが、私が以前勤めていた工作機械メーカでは、Ｉ－ＤＥＡＳを使っていました。転職するときも、転職先と同じソフトを使えるなら、それだけで相手に好印象を与え、十分アピールポイントになると思います。
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３Ｄ－ＣＡＤのメリット

３Ｄの一番のメリットは、視覚的に形状を理解しやすい点だと思います。設計者はもちろん、設計以外の人が見てもすぐに形状を読み取ることができるので、いろんな議論ができるようになります。

デザインレビューも営業、製造、品保など他部署を交えて、自分の構想案をすぐに理解してもらえます。また、設計の立場から言えば、解析に活用できるところです。ＦＥＭ解析とはの記事でも紹介しましたが、解析は３Ｄモデルをベースに作業を進めていきますので、モデルさえあればあとは何にでも流用できます。

もうひとつは、下流工程で活用できる点です。例えば、製造工程で使う作業指示書は、ビューアーがあればペーパーレス化できます。完全に廃止はできませんが、極力ゼロになります。さらに、営業の販促資料などにも使えます。実際に組立されていなくても、３Ｄモデルでイメージをお客様に伝えることができます。細かく挙げれば、他にも出てくるとは思いますが、大きなメリット言えば、このような感じとなります。

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３Ｄ－ＣＡＤのデメリット

一見、良いことだらけの３Ｄ－ＣＡＤですが、実用的にはデメリットもあります。１つはソフトのライセンス料金が高い点です。ライセンス料金は、１年ごとに更新されるもので通常ソフト価格の１０％くらい支払うことになります。

ハイクラスの３Ｄ－ＣＡＤの価格相場が２００～２５０万くらいとすると、１台あたり２０万くらいのライセンスを継続して払うわけです。３Ｄ－ＣＡＤを導入している部署は、大抵複数のＰＣにインストールしますので、１０台あれば、年間２００万くらい費用がかかります。この部分は２Ｄ－ＣＡＤにはないデメリットになります。

また、スキル面で言えば、図面を書くスキルが衰えていくことが挙げられます。３次元ＣＡＤは便利すぎるところが、代えって仇となっている感じです。例えば、立体形状を２次元へ展開し図面を書く場合に、実線、陰線すべてが自動で展開されるので、設計者が頭を使わなくなるのです。

自動で配置されてしまうが故に、実線と陰線の区別ができないようになってしまうのです。自分で改めて投影図を書くときや読み取る場合に形状が頭に出てこなくなることになります。これは２次元ＣＡＤを経験してその後３次元に移ると問題ないのですが、はじめから３次元ＣＡＤを使う人に起こる現象になります。

最後にサーバーとのやり取りにやたらと時間がかかることもデメリットになります。通常、チーム設計を行う場合、一旦データはサーバーにアップされ、ローカルのパソコンで、サーバーからデータ更新を行うことで他者が設計した最新のモデルを見ることができます。

部位ごとに設計担当者を分けてチーム設計を行うときは、常に最新のデータを見ながら、自分のパートを設計する必要があります。この時のデータのやり取りにすごく時間がかかってしまうのです。データのボリュームによるので、ネックに感じない人もいるかもしれませんが、大規模なデータ量になるとこれが顕著に現れます。

２次元ＣＡＤでは感じたことがなかったストレスが３次元ＣＡＤになると感じるようになるのです。これが３つが、代表的なデメリットになります。

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転職で３Ｄ－ＣＡＤを使えることのアピールポイント

これまでご紹介した通り、３次元ＣＡＤといっても種類は多く、業界や会社によって使っているソフトウェアも違っています。逆に言えば、転職したい先の会社で同じ３次元ＣＡＤを使っていれば、かなりのアピールポイントとなります。ＣＡＤの操作を習得する時間を短縮でき、すぐに設計に取り組めることになるからです。

また、同じソフトウェアではなくとも、経験があるだけでも優遇されます。コマンドやボタン配置が違うだけで、考え方や同じような機能が備わっているので、それらを覚えるだけで、基本はわかっている状態になっているからです。教える立場の人も、まったく基礎がない人よりも、ある程度基礎が備わっている人のほうが教育が楽ですよね。

なので、３次元ＣＡＤを使える時点でアピールポイントなると思いますので、ぜひ、面接で操作できることをアピールしてください。３次元モデルを使って解析ができれば、さらにアピールできることは間違いなしです。

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2D-CADとは？機械設計のCAD図面ってどんなもの？

ARATA — Sat, 28 May 2016 08:37:13 +0000

機械設計には欠かせない2D-CADについて紹介します。2D-CADは機械設計にとってどのくらい重要度が高いのか、また日常業務の中でどのくらいの頻度で使われ、そのスキルはどの程度重宝されるものなのかを紹介しています。

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2D-CADとは

機械設計における2D-CADとは、部品図や組立図、資料図などを作成するときに用いる
お絵かきソフトになります。

昔はドラフターといって、机にスライドできる縦横の定規を使って手書きで書いていましたが、パソコンの普及によりデータ化され、CADが使われるようになりました。

2D(2次元)と呼ばれる理由は、まさにXY軸の平面を使って立体図を書くことから
そう呼ばれています。2次元では立体図を表現できないため、
三角法という技法を用い、機械設計者は立体図を書いています。

2D-CADははじめて使う人にとってとても難しく感じるかもしれませんが、
これはあくまで”ツール”を使うことに過ぎません。
これは3D-CADだろうが、他の解析ツールだろうが同じことが言えます。

技術者にとって重要なことは、”ツールを使いこなす”ことではなく、
正しい図面を書くことや、相手に明確に意思を伝える図面を書くことが重要なのです。

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今は3D-CADが主流だけど、2D-CADは使わなくてもいいの？

経済産業省の調べによると、１９９０年代に急速に3D-CADが普及されたというデータがあります。
今現在だと、3D-CADを使っていない企業の方が少ないかもしれません。

3D-CADの特徴は、点や線の表現ではなく、立体物を画面上で表現できることや、
一度作成した立体物をその後解析データに流用できることです。

また、デザインレビューや報告会などでも立体的に装置を見せることができるので、はじめて見る人もその構造を十分理解することができます。もちろん、そういった利点を活かし、設計部門だけに留まらず、営業部門への販促資料としても用いられます。

上流工程で費やした時間を無駄なく下流工程へと引き継ぐことができる有力なツールとなっています。

ここで、１つ疑問が生まれると思います。
「だったらはじめから3D-CADを使って習得してしまえばいいんだ」

そうですね。今から設計部門に入って3D-CADを使いこなせば、大は小を兼ねるではありませんが、2Dも3Dも習得できることになります。

ただポイントは、部品を製作する段階ではほとんどのケースで2D-CADで図面を書きおこして業者へ渡す作業が必須だということです。

立体物を2Dの図面に落とす場合は正面、上面、左(右)面に展開して部品の材料や表面処理、塗装を決めて、寸法や寸法公差、幾何公差、
注記事項などを記載していきます。

ここで見落としてしまことがあります。2D-CADでは、立体物を三角法に落とし込む場合に自分の頭の中で展開図を考え、実線や陰線を決めていきます。一方、3D-CADの場合だと、この落とし込む作業が自動で行われるのです。

一見、設計者としてはいちいち考えなくても良いので、楽に思われるのですが、この”いちいち頭で考える”という作業をするかしないかは大きな違いがあります。

ここで機械設計者としての基礎が養われるのです。
自分の基礎があって3D-CADの展開図を読み取ることと、
自分の基礎がなくて3D-CADの展開図を読み取るのでは、
数年後、設計者としての実力に大きな差が生まれます。

CADはあくまでツールなのですが、ツールの特性上、
設計者の技能を育てなくしてしまう問題があるのです。
展開図の自動も善し悪しですね。

なので、2D-CADが使えることは全然胸を張っていいと思います。

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2D-CADが使えても転職のときには評価されない？

ここで、転職を考えたときに、2D-CADが使えても今の時代評価されないのでは？という疑問にお答えしようと思います。

結論から言えば、2Dも3Dも使えたほうがいいのですが、今の時代でも2D-CADしか使っていない企業もたくさんあります。

例えば、装置自体が複雑ではなく、簡単な形状の装置メーカーやアルミフレームを構造体に使っていて、図面はほとんどカバーだけみたにな装置メーカー、多少複雑でも2D-CADで対処できる装置メーカーなどです。

転職したい企業がバリバリの3D-CADを使っているところだと、2D-CADを使えてもアピールは難しいのですが、そうではなく、まだ2D-CADしか使っていない企業であれば、全然アピールできます。

もし、3次元を使っている企業に転職したい場合でも
「3次元ツールは使っていませんが、すぐに慣れます」ぐらいの応対をして、
「これまでは流用設計だけでなく、新規開発も設計してきました。」と
話をずらすと良いと思います。

”ずらす”というのは”逃げる”という意味ではなく、
技術者本来の能力はツールを使いこなすことではないですよねという意味です。

自分の能力は別のところにあって、そのスキルを御社で発揮できるとアピールすると良いと思います。

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