2D図面と3D図面：機械設計にはどちらが適しているか？

最近、機械設計のキャリアを追求するために、2D製図ソフトと3Dモデリングソフトのどちらを学ぶべきかについて、多くの同業者が議論しているのを目にする。この問題については、機械設計の分野の特定のセクターを考慮して対処すべきである。

何よりもまず、2Dソフトも3Dソフトも信じられないほど便利だという事実を認めなければならない。そうでなければ、ソフトウェア会社は開発に多額の投資をしないだろう。そうでなければ、ソフトウェア会社はその開発に多額の投資をしないだろう。そのような製品の創造は、市場の需要によって推進される。

したがって、2Dソフトと3Dソフトのどちらを使いこなすかを考える際には、一般論を述べるよりも、さまざまな業界の特殊な要件を考慮することがより重要です。

現在、多くの教育機関では、学生を教育することに重点を置いている。 3Dモデリング・ソフトウェアしかし、2D製図ソフトを軽視しがちである。

このような偏りの理由のひとつは、3Dソフトの学習は本質的に難易度が高く、目に見える教育的成果が得られるように見えるからかもしれない。また、3Dソフトはより洗練されているように見え、自主的な批判的思考に欠ける人々を容易に惹きつける。

対照的に、2Dソフトの学習は比較的単純であり、指導者も学生も、あまり多くの労力と時間を「浪費」したがらない。残念なことに、これは現実と乖離した高等教育の誤解を反映している。

様々な領域における製図ソフトの適性を検証してみよう：

(1) 3Dソフトウェア

有名な3Dソフトウェアには、Pro/E、UG、Solidworks、Catiaなどがあり、主に金型製作、自動車、航空宇宙設計などの分野で使用されている。

サーフェスモデリング、美的造形、パラメトリックドライブといった3Dデザインの機能は、専門家のデザイン習慣や思考プロセスを大きく変え、デザイン段階と最終製品を緊密に結びつけている。

これにより、設計のスピードが大幅に向上するだけでなく、製品の品質も向上します。さらに、組立シミュレーション、干渉チェック、重量計算などの3Dソフトウェア機能は、設計の完全性と一貫性を保証します。

主にスタンピングや射出成形で部品を製造するこれらの産業の特徴的な製造工程は、3Dソフトウェアの優位性を決定づけます。これらの分野では、私たちは部品を設計するというよりも、金型のキャビティを設計しているのです。

パーツの品質保証には、3Dモデルによる明確な描写は必要ない。多くの場合、金型メーカーとの口頭や書面によるコミュニケーションで十分だ。

このような業界では、部品の品質保証の責任が金型メーカーに移るため、3Dソフトウェアに頼るだけで設計プロセスを管理することができる。

しかし、多くの大学生はこうしたプロセスを知らず、単に3Dソフトを使いこなすことが有能なデザインにつながると誤解している。

たとえ3Dモデリングソフトを使いこなせたとしても、それは真のデザイン思考能力を持たない単なる製図技術者に過ぎない。真のデザイン能力は、市場性のある製品を作ることで発揮されるのであって、単に何かを描いてソフトウェア上で回転させて見せることではない。

真の設計能力とは、各パーツの製造工程を理解し、最低のコストと最速のスピードで最高の品質を確保し、最終的にこれらのパーツを価値ある市場性のある製品に組み立てることにある。

3Dソフトウェアは、外観や表面デザインを表現することに優れていますが、次のような包括的な加工情報を提供するには不十分です。 幾何公差許容量、熱処理仕様。

このような加工情報なしに図面について議論することは無意味である。これは、現在の大学教育で私が戸惑っている点で、教官が学生にこれらの公差、許容差、熱処理要件をどのように表記し、説明するかを教えているかどうかということです。

私が見た多くの生徒の図面には、基本的な寸法が記載されているだけで、それ以外の仕様が目立ち、中にはタイトルブロックや枠線がないものさえあった。これらは図面と呼べるのだろうか？

それなのに、製造のために送り出すという大胆さだ。恥知らずであることと、あからさまに無責任であることはまったく別のことだ。

(2) 2D ソフトウェア

二次元（2D）ソフトの中で、CADが最も身近な存在であることは間違いない。以前の記事で、私がとても気に入って使っているCAXAという2次元ソフトを紹介した。

2Dソフトウェアの長所と短所について説明しよう。主な長所は、部品の寸法、幾何公差、粗さ要件、熱処理仕様、その他の技術的要件を、1枚の図面で明確かつ効果的に表現できることである。

プロセス・エンジニアやオペレーターは、1枚の図面から部品の製造要件や情報をすべて容易に理解することができ、最も効率的に製造工程を完了することができます。これは、3D図面に取って代わることが難しい利点です。

さらに、2Dソフトはプロジェクトの設計段階でも大きなメリットを発揮します。設計段階では、絶え間なく修正が繰り返されることが多く、これは設計エンジニアの仕事の基本的な側面であり、筆舌に尽くしがたい永遠の "苦痛 "です。

2Dの図面を修正するほうが、3Dモデルを修正するよりもはるかに便利で速い（これは私の個人的な意見なので、否定的な人は黙っていてほしい）。

したがって、2D図面ソフトは、機械構造設計プロセスにおいて不可欠である。

製造図面には、外形寸法、幾何公差、粗さ要件、熱処理仕様、その他の技術的詳細の注釈が含まれていなければなりません。例えば、下の図面を見てください：

この図面から、部品の外形寸法、幾何公差、粗さ要件、熱処理仕様、その他の技術要件を明確に理解することができます。しかし、右下の3Dモデルからは何がわかるでしょうか？

どの面に加工が必要なのか、どの穴に加工が必要なのかがわからない。 ボーリングまた、これらの表面や穴が達成しなければならない粗さレベル、幾何公差、加工を開始する前に部品が受けなければならない熱処理の種類も理解していない。

これらの詳細は、部品を作る上で非常に重要であり、機械設計エンジニアの真の能力を表しています。これらの寸法、公差、粗さ、熱処理仕様を効果的、コスト効率よく、高品質に定義する能力は、設計エンジニアのスキルの頂点であり、ドラフターとの違いでもあります。

では、2Dドローイングソフトのデメリットは何でしょうか？3D描画ソフトの長所に目を向けてみてください。3D描画ソフトの長所は、まさに2D描画ソフトの短所にあります。

従って、有能な設計エンジニアは、設計業務と専門的な能力開発をサポートするために、両方のタイプのソフトウェアを使いこなす必要があります。

結論

このように、3Dと2Dの両方のドローイングソフトが有用であり、それぞれ異なる領域や業界に焦点を当てています。将来就きたい業界の特性に合わせて、ソフトのスキルを鍛えていきましょう。

でも、未来は遠いし、最終的にどうなるかなんて誰にもわからない。

私のアドバイスは、知識の価値に気づくのが遅すぎたという残念な状況に陥らないよう、あらゆる分野で少しずつ学ぶこと、つまりある程度の知識を身につけることだ。