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2D設計と3D設計の違いとメリット

3D CADの普及に伴い、従来の2D CADを利用した機械設計から3D設計への移行が進められています。しかし設計者の負担が軽減される事は少なく、設計期間が長くなってしまうこともあります。機械設計における2D設計と3D設計の違いや、3D設計を使うメリットなどについて説明します。

2D設計と3D設計の違い

2D設計でも3D設計でも道具はCADですので、設計方法もCAD機能に依存しています。したがって、2D CADと3D CADの違いがそのまま設計方法の違いになります。

  • 2D設計の構想から詳細
    2D設計では、機械の構想図を描いて各ユニットのレイアウトを検討します。まずユニットや部品単位でCAD機能のブロック化を行う事でレイアウト検討を行ないます。
    レイアウトが完成すると、ユニットや部品をブロック単位で別ファイルにコピーして“バラシ”を行って詳細設計の準備が整います。詳細設計では、各ユニットや部品単位で最終形状まで設計を進めます。
    最後にバラバラのファイルからユニットや部品を集めて組図を作成して、レイアウトの最終確認を行います。
  • 3D設計の構想から詳細
    3D設計では、まずスケッチ機能を利用して、2次元構想図を作成して各ユニットのレイアウトを検討します。その後にユニットを表現しているブロックを自動的に3D CADの部品ファイルに変換して、同時にアセンブリファイルも作成します。アセンブリファイルでは詳細設計が行われます。

3D設計のメリット

3D CADには2D構想図を3次元のアセンブリ構造体に変換する機能が搭載されているので、2D CADのような面倒な設計手順は必要ありません。この様に3D CAD機能を機械設計の手順にマッピングすることがメリットになります。

試作とデジタル試作のちがい

試作とデジタル試作の違いは、2D CADと3D CADの違いと同じです。
2D CADで設計検証を行う場合には、実際に試作品を作成して行う必要があります。その理由は、2D CADには設計検証機能がないからです。
3D CADでは実際の試作品は作成しません。理由は、3D CADには多種多様な機械設計に必要な検証機能が搭載されているので、モデリングした部品をデジタル試作品としてパソコン内で検討することができるからです。

まとめ

3D設計への移行は未だ多くの製造業で達成できていないのが現状です。3D設計は3D CADの機能を製品開発プロセスに当て嵌めることが重要ですので推進担当者には高い設計スキルと経験が必要になります。

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