― 操作を覚えるだけでなく、実務で使える力を身につける ―

機械設計の現場では、3D CADを使用した設計が広く定着しています。新入社員や若手設計者にとっても、3D CADを使いこなすことは、設計業務を行ううえで必要な技術の一つです。

今回の3D CAD教育では、2次元図面を読み、図面から部品形状を理解できることを前提とします。そのうえで重要になるのが、「3D CADの操作を覚えること」と「3D CADを実務で使えること」の違いです。

基本的なコマンドを覚えれば、ある程度の3Dモデルは作れるようになります。しかし実務では、どのような手順でモデルを作るのか、どこを基準にするのか、設計変更が入ったときに修正しやすいかまで考える必要があります。こうした考え方まで身につけることが、3D CAD教育の目標です。

1．最初は基本操作を確実に身につける

最初のステップでは、スケッチ、寸法拘束、押し出し、回転、穴、面取り、フィレットなど、部品をモデリングするために必要な基本操作を習得します。 この段階では、多くの機能を覚えることよりも、使用頻度の高い基本操作を確実に使えるようにすることを優先します。簡単な形状を繰り返し作成し、操作そのものに迷わない状態を目指します。

2．図面を見ながら単品部品を作る

基本操作を覚えたら、2次元図面をもとに3Dモデルを作成します。最初は比較的単純な部品から始め、徐々に形状の複雑な部品へ進めます。 ここで大切なのは、完成した形状だけで評価しないことです。同じ形状でも、どの面から作り始めるのか、どこを基準に寸法を設定するのかによって、その後の修正のしやすさは変わります。指導者は完成形だけでなく、モデルを作った過程まで確認します。

3．「作れる」から「正しく作れる」へ

ある程度モデルを作れるようになったら、次はモデルの作り方を意識させます。実務では寸法変更や形状変更など、設計変更が頻繁に発生します。

基準が明確か、必要な拘束ができているか、不必要に複雑な作り方をしていないか、変更しやすい構成か、他の設計者が見ても理解できるかを確認します。 3Dモデルは、完成時の形状が同じであれば何でもよいわけではありません。「後から変更できるモデル」「他の人が扱えるモデル」を作ることも、設計者に必要な技術です。

4．徐々に複雑な形状へ進める

基本的な単品部品を問題なく作れるようになったら、穴や段差のある部品、曲面や傾斜のある部品、複数の加工形状を持つ部品へと段階的に難易度を上げます。

最初から複雑なモデルを作らせるのではなく、少しずつ新しい要素を加えることで、基本操作を応用しながら、自分でモデリング方法を考える力を身につけさせます。

5．単品部品からアセンブリへ

単品部品のモデリングを習得したら、次はアセンブリへ進みます。複数の部品を組み合わせることで、3D CADを単なる「形状を作る道具」から「機械を設計する道具」として使う段階に入ります。 部品の配置、基準の取り方、部品同士の位置関係、干渉の有無、可動部分、組立性などを確認します。単品では問題のなかった部品でも、組み合わせることで初めて問題が見つかることがあります。3D CAD上で実際の機械を組み立てる感覚を身につけることが、実務につながる重要なステップです。

6．「見本を作る教育」から「自分で考える教育」へ

教育の前半では、見本となる図面や完成形を与え、それと同じものを作らせます。しかし、それだけでは実際の設計業務にはつながりません。

教育の後半では、徐々に指示を減らします。完成モデルを見せずに図面だけを渡すなど、どのようにモデルを作るかを本人に考えさせます。そして「なぜその作り方にしたのか」を説明させることも重要です。

この過程によって、教えられた操作を繰り返す段階から、自分で考えて3D CADを使う段階へ移行していきます。

7．最後は実務に近い課題に取り組む

3D CAD教育の仕上げとして、複数の部品で構成される簡単なユニットや装置など、実際の設計業務に近い課題に取り組ませます。

「部品作成 → アセンブリ → 干渉確認 → 修正 → 完成」までを一連の流れとして経験させ、この段階ではCADの操作方法を細かく教えるのではなく、基本的には本人に考えさせます。 指導者は完成したモデルだけでなく、モデル構成や基準の取り方、変更のしやすさも確認します。問題があれば答えをすぐに教えるのではなく、「なぜこの作り方にしたのか」「変更が入ったらどうなるか」と問いかけ、考えさせることが大切です。

3D CAD教育は段階的に進める

3D CADは機能が多いため、すべてを最初から教えようとすると、操作を覚えることだけで精一杯になってしまいます。

基本操作を覚える → 単品部品を作る → 正しいモデルの作り方を覚える → 複雑な形状へ進む → アセンブリを覚える → 自分で考えてモデルを作る → 実務に近い課題へ進む。

このように段階的に教育し、少しずつ「自分で考えて作る時間」を増やしていくことが重要です。 3D CAD教育のゴールは、たくさんのコマンドを知っている人を育てることではありません。必要な機能を使い、自分で考え、実務で扱える3Dモデルを作れる設計者を育てることです。