2次元と3次元のCAD図面比較｜3次元CADの2次元に対する優位性

コンピュータ支援設計（CAD）ファイルは、機械設計業界や製造業にとって重要です。2次元CADドローイングはプロット目的で使用され、3次元CADファイルはマシン＆ファブリケーション目的で使用されます。2D図面は2軸（X軸とY軸）に沿って物体の寸法を示すために使用されますが、3Dモデルはすべての軸で回転させ、あらゆる角度から見ることができ、物体を明確に理解することができます。

3次元CADは、より精密で正確な計測を可能にし、デザインコミュニケーション、コーディネーション、ディテーリングにおいて、より良いユーザーエクスペリエンスを提供します。2D CADと3D CADのジレンマに陥っている方はいらっしゃいませんか？2Dと3Dの違いについてご紹介します。 2Dと3DのCAD図面の違いと、そのメリットとデメリットを説明します。

CNC加工・製造においてCADを使用するメリットは何ですか？

多くの企業が、3次元CADファイルを CNCの製造工程.3Dモデルを使ってCAMソフトを使い、2D図面を行き来することなく、コンピュータ制御で金属を精密に削り出す。

例えば、水道管のカプラを製作したい場合、CAMソフトを介して設計ファイルをCNCマシンに送ります。CNCはこの情報をもとに、非常に正確かつ高速に金属を切削します。これらの機械は、対象物の寸法をすべて管理した3次元CADファイルをもとに作業するため、従来の加工方法よりも速く加工することができます。

3D CADは、従来の紙の図面にはない多くの利点があります。回転させることができるので、どの角度や断面からも見ることができます。また、測定ツールを介さず、CADファイル自体で測定するため、より正確な測定が可能です。さらに、製造前にデザインを変更することができるので、施工時や切削加工時の効率や精度を向上させることができます。

2D vs. 3D CAD図面解析

2次元CAD図面とは？

2D CAD図面は、CADファイルの中で最も一般的なタイプです。対象物を2次元で表現したもので、地図や略図に似ている。

このファイルには、オブジェクトの製造に必要なすべての情報が含まれていますが、それに関連する物理的な寸法はありません。2D図面はプロットする目的で使用されます。

2D CADドローイング - メリットとデメリット

2D図面の利点は、幅広い業種に対応できること、また、基本を学びやすいことです。3次元CADファイルと比較すると、図面自体が扱いやすく、保管スペースも少なくて済みます。対象物の簡単なスケッチを作成するのに使われることが多い。

しかし、これにはいくつかの欠点があります。例えば、2DのCAD図面では形や奥行きが分からないため、不正確な解釈をしてしまうことがあります。2Dの図面を使ってデザインを3Dで視覚化することは困難です。

3D CAD図面とは？

3D CAD図面は、厚みを含む複数の寸法を持つ物体を表現するために使用されます。3D CADモデルは、すべての寸法を制御できる精密で正確な図面を作成するために使用されます。また、このファイルには、フェイスカラー、テクスチャー、素材などの情報も含まれています。

3Dモデルは、頂点と呼ばれる点を結ぶことで作成されます。これらの点は、奥行きを定義するXYZ座標として表現される。3Dファイルを視覚化したい場合、すべての軸で回転させ、あらゆる角度から見る必要があります。これによって、オブジェクトを詳細に調べることができます。機械はこれらのファイルをCNCマシニングの目的で使用することができ、ファブリケーターは溶接や切断に使用することができます。

3D CADドローイング - メリットとデメリット

3D CAD図面の利点は、幅広い用途に使用できることです。寸法、素材、テクスチャーなどをより自由にコントロールすることができます。デザインをあらゆる角度から見ることができ、物体の形状や複雑さを正確に表現することができます。

主な欠点は、3Dファイルが巨大になることで、特にそれが複雑な場合です。データサイズが大きいため、ファイルの保存や転送に多くの時間を要します。また、高解像度の3D CADドローイングは、コンピュータのメモリ領域を大きく占有する可能性があります。

2Dと3Dの比較 - どっちがいい？ 徹底的な比較

2Dと3DのCAD図面 - コストの比較

2Dと3DのCAD図面に関するもう一つの考慮点は、コストです。製造や建設に必要な細部や機能のレベルによっては、これらのファイルを作成する方がより高価になる場合があります。 

2Dの図面は、3DのCADファイルよりも生成速度が速く、取り扱いが簡単なため、コストがかからないかもしれません。しかし、優れた3Dデザインは、完璧に仕上げるために数回のドラフトを必要とし、ドラフトプロセスに費やす費用が増えることになります。

2Dと3DのCAD図面 - 機能を比較する

2Dデザインは、素早く反復するのに適していますが、エラーや情報不足のために何度も修正する場合は、コストがかかることがあります。

3D CADファイルは、高解像度の設計を伴う大規模なプロジェクトに最適です。より詳細で正確ですが、要求される詳細さのレベルによっては高価になることもあります。

2Dと3DのCAD図面 - ジオメトリを比較する

2次元CAD図面には、点と線に関する情報のみが含まれ、奥行きの参照はありません。これらのファイルでは、円、正方形、長方形、多角形などの基本的な幾何学的形状のみを作成することができます。しかし、このタイプのファイルの利点は、デザインが2つの変数だけで構成されているため、ほとんどのCADソフトウェアパッケージで開くことができることです。

一方、3Dファイルには、三角形の面を持つすべての幾何学図形が含まれます。また、デザインされたものをよりリアルに表現するために、面の色やテクスチャーも含まれています。3次元CADの図面を使えば、より複雑なデザインも簡単に作成することができます。ピラミッド、シリンダー、球体、キューブ、プリズムなどの形状をとります。

2Dと3DのCAD図面 -測定単位の比較

2次元CADファイルでは、寸法はX座標とY座標で示されます。使用される単位を制御することは可能ですが、図面自体との相対的な関係のみです。測定単位は平方単位（例：cm²）です。

3次元CADファイルでは、Z軸や奥行きなどの測定値が得られるので、あらゆる種類のオブジェクトに対して正確な測定単位を設定することが容易になります。これは、大きな3Dモデルを扱うときに特に便利です。測定単位は主に立方体単位とクォート・リットルです。

2Dと3DのCAD図面 - ファイル互換性の比較

2次元CADデザインは、.dwg、.dxf、.dwfなど、あらゆるファイル形式に対応しています。また、Adobe Illustrator、AutoCAD Vector Drawing、Encapsulated Postscriptなどの2Dベクターフォーマットに変換することも可能です。ただし、ファイルの編集や変更が必要な場合は、そのファイルが作成されたオリジナルのCADソフトでしか行えません。

3Dデザインファイルは、3Dプリントのために.stlファイルとして保存されることが多い。また、Autodesk Revit、Autodesk Inventor、Google SketchUp、その他の3Dモデリングソフトウェアにエクスポートすることもできます。.stlはすべての3D CAD図面の標準ファイル形式ですが、プログラムによっては.dwgまたは.dxfがネイティブファイル形式となる場合があります。

2次元CADに対する3次元CADの優位性

3D CAD図面は、2D CAD図面と比べて、以下のような利点があります。

• ディテールのレベルをより細かくコントロールできる。
• 寸法や公差を簡単に追加することができること。
• 影やテクスチャー、照明効果など、よりリアルなビューを追加することで、よりプロフェッショナルなプロダクトデザインを実現します。
• 効率化とパラメトリックデザインの向上。CNC加工の専門家は、ルールと関係を使って寸法を定義することができます。そのため、一方を変更すると、もう一方も自動的に変更されます。これにより、時間を節約することができます。
• CAD/CAMとの連携が容易で、CNC加工が容易に行える。

2次元CADに対する3次元CADのデメリット

3D CAD図面の主な欠点は、詳細で複雑なレベルであるため、コストが高くなる可能性があることです。予算が限られているプロジェクトでは、2次元CAD図面がより良い選択肢となるかもしれません。