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生産設備に関する記事

2DCDAと3DCADの違い|メリットやおすすめソフト15選!

CADは様々な業界で欠かせないツールです。AIや機械学習の活用もされ始めており、今後大きく進化する可能性が高い分野の一つです。
本記事では2D、3DCADの概要や違い、ツール紹介や選定方法などをまとめています。現在導入されている方も、これから導入や変更を検討されている方にも役立つ内容となっています。

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という場合は、お気軽に株式会社FAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.CADとは? 2DCADと3DCAD、その用途

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CADとは、Computer-Aided Designの略称であり、「コンピュータ支援設計」というコンピュータを用いて設計や製図を行う技術のことです。製造業、建築・土木業界、家具・インテリア業界など、多岐にわたる分野で活用されています。CADは設計の効率化や精度向上を目的としており、大きく分けて「2DCAD」と「3DCAD」の2種類に分類されます。

(1)2DCADとは

2DCADは、平面上で設計図を描くためのツールです。手描きで紙に描いていたことを、コンピュータ上で直線や曲線、寸法を指定しながら作図を行います。例えば、建築業界での平面図や土木業界での構造図の作成に利用されることが一般的です。

(2)3DCADとは

3DCADは、3次元の立体モデルを作成するためのツールです。製品や建築物をリアルに再現できるため、モデリングやシミュレーションに適しています。特に自動車業界や航空宇宙産業では、製品の詳細な設計や解析に広く使用されています。

(3)CADの用途

製造業界

製品設計から製造工程まで、CADは不可欠なツールとなっています。特に3D CADは、製品のプロトタイプ作成やシミュレーションに活用され、設計ミスの削減や製品開発のスピードアップに寄与しています。

②建築・土木業界

建築物やインフラの設計において、2D CADは図面作成に、3D CADは建物のモデル化や構造解析に使用されます。3D CADの導入により、設計の可視化やクライアントへのプレゼンテーションが容易になっています。

家具・インテリア業界

家具やインテリアのデザインにおいて、3D CADは製品の立体的なデザインや空間レイアウトのシミュレーションに活用され、デザインの精度向上や顧客提案の質を高めています。

2.2DCADと3DCADの違い|メリットとデメリット

2DCADと3DCADの違いは以下の通りです。

2DCAD 3DCAD
メリット ●操作が簡単
●低コスト
●データが軽量
●立体モデルを作成できる
●解析機能がある
●製造プロセスと連携がスムーズ
デメリット ●立体的な視点が無い
●シミュレーションに非対応
●高コスト
●学習難易度が高い
●必要なデータ容量が大きい

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2DCADと3DCADには、それぞれ特徴や利点、欠点があります。以下で詳しく解説します。

(1)2DCADのメリット

①簡単な操作性

2DCADは、操作が直感的で学習コストが低いため、初心者にも扱いやすいです。

②低コスト

多くの2DCADソフトは比較的安価であり、フリーソフト(例:Jw-cad)も存在します。

③軽量なデータ

データ容量が小さいため、PCのスペックを問わず使用可能です。

(2)2DCADのデメリット

①立体的な視点がない

2Dでは奥行きや高さを表現できないため、複雑な設計には不向きです。完成形状の視覚化もできません。

②シミュレーションに非対応

強度解析や干渉チェックなどの高度な機能が利用できません。

(3)3DCADのメリット

①立体モデルの作成

3DCADでは、実物に近い形状を作成できるため、設計の確認が容易です。

②解析機能

モデルに対してシミュレーションや干渉チェック、構造解析が可能です。

③製造プロセスとの連携

3DプリンティングやCAM(Computer-Aided Manufacturing)との連携がスムーズに行えます。
また設計検討中のモデリングではリアルタイムレンダリングですが、最終的に現実になった際の見た目をリアルに表現できるフォトリアルレンダリングもできるものが多く、完成イメージがつけやすいです。

(4)3DCADのデメリット

①高コスト

ソフトウェア自体の価格が高く、専用ハードウェアが必要な場合があります。

②学習難易度

高度な機能が多いため、習得には時間とトレーニングが必要です。

③データ容量の大きさ

立体データは非常に大きな容量を消費するため、高性能なPCが求められます。

.CADソフトおすすめ15選|特徴やメリットを比較

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CADソフトウェアは多岐にわたる分野で利用されており、それぞれの用途や目的に応じて特化した機能を提供しています。
ここでは、主要なCADソフトウェアについてその特徴、メリット・デメリット、用途を比較します。

ソフト名 特徴 メリット デメリット よく使用される業界
2D
CAD
AutoCAD LT シンプルな2DCAD機能で、建築や製造業など幅広い分野に対応。AutoCADとの高い互換性を持つ。 初心者でも扱いやすい操作性と、業界標準ソフトとしての信頼性。低コストで導入可能。 3Dモデリングや解析機能がなく、高度な設計には不向き。 建築業界, 土木業界
Jw-cad 日本発の無料2D CADソフト。シンプルな操作性で建築図面作成に適している。 無料で使える点が最大の魅力。動作が軽く、小規模プロジェクトに最適。 機能が限定的で、3D設計や高度な解析には対応していない。 小規模プロジェクト
DraftSight プロ向けの2D CADソフトで、DWGファイル編集や製図作業に特化している。 AutoCADに近い操作性で移行がスムーズ。高機能ながらコストパフォーマンスが良い。 無料版が廃止され、有料サブスクリプションのみ利用可能。 建築業界, 製造業
4 LibreCAD オープンソースで無料の2D CADソフト。軽量で教育現場にも適している。 無料であり、オープンソースなので自由にカスタマイズ可能。軽量で幅広く利用可能。 3D機能や高度な解析には対応しておらず、商用利用はサポートが限定的。 教育機関, 小規模設計
5 NanoCAD 低コストでAutoCADと互換性が高い。シンプルな操作性を特徴とする2D CADソフト。 ユーザーに優しい設計で、特にAutoCADからの移行ユーザーに最適。 無料版は機能が制限されており、高度な設計には不向き。 建築業界, 機械設計
3D
CAD
6 AutoCAD 2D/3D設計対応の業界標準ツール。多機能で高度な設計に対応可能。 高いカスタマイズ性を備え、多機能で複雑な設計に対応。幅広い業界で利用される。 価格が高く、学習コストも高いため導入のハードルが高い。 建築業界, 機械設計
7 Fusion360 クラウドベースで3Dモデリング、解析、製造まで対応する統合型ツール。 コラボレーション機能が充実。クラウドでのデータ管理が可能で、最新の機能を利用可能。 インターネット接続が必須で、大規模設計には対応が難しい場合がある。 製造業, 教育機関
8 CATIA 複雑な3D設計や解析機能を備え、自動車・航空産業向けに特化している。 高度なモデリングと解析が可能で、製造業における精密設計に強い。 非常に高価で、操作の習得にも多くの時間を要する。 航空宇宙産業, 自動車業界
9 SolidWorks 中小企業向けの直感的な3Dモデリングツールで、多機能かつ使いやすい。 多機能でありながら、直感的な操作性を持つ。設計からシミュレーションまで対応可能。 高価であり、ハードウェア要件が高い。 機械設計, 製造業
10 VectorWorks 建築やインテリア向けの3D CAD。BIM機能を搭載し、デザイン性に優れる。 柔軟性の高い設計とBIM機能を備え、建築やインテリアデザインに最適。 学習コストが高く、他ソフトとのデータ互換性に課題あり。 建築業界, インテリア業界
11 Rhino 3D 曲面設計やモデリングに特化した高度な3D CADソフト。建築やプロダクトデザインに対応。 自由度の高い曲面モデリングで、複雑なデザインに対応可能。デザイナーに人気。 解析機能が限定的で、他のCADソフトとのデータ互換性が必要。 プロダクトデザイン
12 Blender オープンソースで無料の3Dモデリングソフト。アニメーションやレンダリングに最適。 無料ながら強力な機能を備え、アニメーションやCG制作に特化している。 CAD機能としては限られており、製品設計には適していない。 ゲーム, アニメーション
13 TinkerCAD 初心者向けのクラウド型3D CAD。簡単な操作で3Dプリンティング用データ作成が可能。 初心者でも簡単に使える設計で、教育現場や3Dプリンター利用者に最適。 商業的な用途や複雑な設計には不向き。 教育, 3Dプリンティング
14 ZBrush デジタル彫刻に特化したソフトで、映画やゲームのキャラクターデザインに強みを持つ。 高精度なディテール作成が可能で、プロのデザイナーに愛用されている。 寸法制約や解析機能がなく、工学的な設計には向かない。 ゲーム, 映画
15 IronCAD ドラッグ&ドロップ操作で簡単に3Dモデリング。機械設計やアセンブリに強い。 直感的な操作性で、設計から製造までのワークフローを効率化。 他のCADソフトと操作性が異なり、慣れるまで時間がかかる。 建築業界, 機械設計

4章(7)ではこれらのソフトの価格帯や難易度も紹介しています。

.CADツール選定のポイント

各ソフトウェアの選定には、押させておくべきポイントがあります。

以下の要素を考慮することが重要です。

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(1) 用途に合った機能性

CADツールを選ぶ際には、最初に用途を明確にすることが重要です。

①2DCADと3DCADの選択

2DCADは平面図や簡易な設計図の作成に適しており、コストが抑えられる点がメリットです。一方、3DCADは立体的なモデリングが可能で、設計段階で詳細な確認やシミュレーションが行えるため、精密な設計を必要とするプロジェクトに向いています。詳細は2章をご確認ください。

②業界特化型専用CADの検討

一部のCADツールは特定の業界向けに設計されています。例えば、建築設計には「Revit」、機械設計には「SolidWorks」や「CATIA」、家具デザインには「Fusion360」などがあります。自社のニーズに特化した機能を持つソフトを選ぶことで、作業効率が大幅に向上します。

(2) 操作性と学習コスト

操作性が優れたCADツールは、短期間で習得でき、比較的すぐに業務活用ができます。一方で機能が複雑なCADツールは、習得に時間がかかるものの、やれることが多いです。どちらが良い悪いではなく、特徴を知った上で選択するのが良いです。

①直感的なインターフェース

初心者でも操作しやすいインターフェースを持つツールは、学習時間を短縮できます。例えば、「AutoCAD」はシンプルなUIで幅広いユーザーに支持されています。

②トレーニングの必要性

高機能なツールは、習得に時間がかかる場合があります。ツール提供元が充実したトレーニング資料やサポートを提供しているかも重要なポイントです。

(3) コストパフォーマンス

CADツールの価格帯は大きく異なり、サブスクリプション型のものも増えています。

①初期費用とランニングコスト

ソフトウェアの導入コストだけでなく、年間ライセンス費用やアップデート費用も考慮する必要があります。

②フリーソフトの利用検討

小規模プロジェクトや予算が限られている場合は、「Jw-cad」や「FreeCAD」のようなフリーソフトも選択肢に入ります。

【参考動画】

引用:無料で使える3DCADの フリーソフトを比較してみました!

(4) システム要件と動作環境

CADソフトはハードウェアの性能に依存するため、動作環境を確認することが重要です。

①PCのスペック

高度な3DCADツールを使用する場合、データ容量が大きく計算も複雑で重いため、PCに高い性能が要求されます。現行のPCスペックでも対応できるか確認が必要です。

②クラウドベースのツール

最近では、クラウド型のCADツールも増えてきています。これにより、専用ハードウェアを必要とせず、どこでも作業できるようになります。

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(5) データ互換性と拡張性

異なるCADツール間でのデータ互換性や、将来的な拡張性も選定の際に考慮すべきポイントです。

①ファイル形式の互換性

「DXF」や「STEP」など、標準的なファイル形式に対応しているツールを選ぶことで、他のソフトウェアやクライアントとのやり取りがスムーズになります。

②プラグインとカスタマイズ

ツールがプラグインやAPIによるカスタマイズをサポートしているかも重要です。これにより、自社の特定のニーズに応じて機能を追加できます。

(6) サポート体制

トラブルが発生した際のサポート体制は、業務の停滞を防ぐ上で非常に重要です。

①提供元のサポート

日本語対応のサポートや、迅速な対応を行うカスタマーサポートを提供しているツールを選びましょう。

②ユーザーコミュニティ

大規模なユーザーコミュニティがあるツールは、問題解決のヒントやノウハウを得やすくなります。

(7)まとめ

以下は3章で紹介したおすすめソフトについて、価格帯や難易度などをまとめました。導入検討の参考にしてください。

ソフト名 メーカー 価格帯(年間) 学習
難易度
システム要件
PCスペック
解析可否
無料 ~10万 ~50万 ~数百万
2D
CAD
AutoCAD LT Autodesk ×
Jw-cad 非公式(フリーソフト) ×
DraftSight Dassault Systèmes ×
4 LibreCAD LibreCADプロジェクト ×
5 NanoCAD Nanosoft ×
3D
CAD
6 AutoCAD Autodesk
7 Fusion360 Autodesk
8 CATIA Dassault Systèmes
9 SolidWorks Dassault Systèmes
10 VectorWorks Vectorworks, Inc.
11 Rhino 3D Robert
McNeel & Associates
12 Blender Blender Foundation ×
13 TinkerCAD Autodesk ×
14 ZBrush Pixologic
15 IronCAD IronCAD LLC

【参考動画】

引用:CADとは?初心者にも分かりやすいようにCADの種類やおすすめのCADを徹底解説

.今後のCADのトレンド

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CAD業界も進化を続けており、順当な進化はもちろんですが、近年話題のAIとの連携も強まっていくと予想されます。以下に、今後注目すべきCADのトレンドを紹介します。

(1) クラウドベースCADの普及

クラウド技術の進化により、CADツールもクラウドベースへとシフトしています。この技術は、以下のようなメリットをもたらします。

場所を選ばない作業環境 クラウド型CADは、インターネット接続があればどこからでも利用可能で、リモートワークとの相性が良い
リアルタイムの共同作業 複数の設計者が同時に1つのモデルを編集することが可能になり、プロジェクトの効率が向上する

(2) AIと機械学習の活用

AI(人工知能)と機械学習がCADツールに統合されることで、設計プロセスが大幅に効率化できます。効率化が実現すれば、設計者はより創造的なことに時間をかけることができ、質の向上につながると考えられます。

自動設計提案 過去のデータや設計パターンを学習し、自動的に設計案を提示する機能が増加している
エラー検出の自動化 ●ヒューマンエラーの検出が可能
●モデル内の干渉や設計ミスを自動で検出し、修正案を提示することで設計精度が向上

(3) 拡張現実(AR)と仮想現実(VR)の活用

ARやVR技術を活用することで、設計内容をより直感的に視覚化することができます。

リアルタイムでのモデル確認 設計モデルをARデバイスにより現実空間に投影し、リアルタイムで確認できる
没入型の設計体験 ●VR技術を使用することで、設計者がモデルの内部に入り込んで詳細を確認することが可能
●背の高い人の視点、背の低い子どもの視点など再現できる利点がある

(4) ジェネレーティブデザインの進化

ジェネレーティブデザインは、目標条件を設定すると、AIが複数の設計案を生成する技術です。

新しい設計アプローチ 設計者が考えつかないような形状や構造も提案できる可能性があり、革新的な設計につながる
効率的な資材利用 最適化された設計により、材料コストや重量を削減できる

(5) サステナビリティとエコデザイン

環境への配慮が求められる中で、CADツールも持続可能な設計をサポートする方向に進化しています。

ライフサイクルアセスメント 製品の設計から廃棄までの環境負荷を評価できる機能が注目されてい
リサイクル可能な設計 資源の再利用を考慮した設計が推奨されている

(6) まとめ

今後のCAD業界では、クラウド技術やAIの進化によりさらなる効率化と革新が起こると考えられます。また、AR/VRやジェネレーティブデザインのような新技術により、設計の可能性が広がっていくでしょう。トレンドに乗り遅れることなく積極的に活用していくことで、より競争力のある設計の実現が期待できます。

6.2DCAD 3DCAD関するご相談は株式会社FAプロダクツ

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