ものづくり初心者にとって最初に必要なもの

ものづくりにおける基礎知識を学び、今回から3Dデータを作成するための知識を学んでいきましょう。

前回からの重複になりますが、どれだけ優れたアイディアがあっても、3Dデータがなければ生産することはできません。3Dデータはものづくりに必要不可欠で、3Dデータの作成はこれからのMAKERSにとっては避けて通れません。

3Dデータは3D CADや3D CGと呼ばれるソフトウェアで作成することができます。これらのソフトウェアを3Dモデラーと言います。この3Dモデラーがものづくり初心者にとって最初に必要なものになります。「ものづくりで何が必要なの?」という質問があれば、「3Dモデラー」となるということです。

その次に、3Dモデラーで3Dデータを作成する知識が必要となっていき、3Dプリンターなどの製造機器に関連する知識や造形する素材に関する知識などが必要となっていきます。

3Dモデラーの種類

ものづくり初心者にとって、最初に必要なものである3Dモデラーについて知っておきましょう。3Dモデラーの種類は大きく分けて3つあります。

  • ポリゴンモデラー
  • サーフェイスモデラー
  • ソリッドモデラー

ポリゴンモデラー

三角形面または四角形面などの多角形面の組み合わせ、集合体で物体を造形していくモデラーです。映像や画像などのCGを作成する際に使用され、3D CGの多くがポリゴンモデラーです。多角形面で表現されるポリゴン(パッチ)を細かくすることで滑らかな表現が可能です。そのため、人物や動物、アニメのキャラクターやフィギュアなどといった生物的、有機的な形状に最適です。しかし、厳密な形状は表現できないため、機械部品などの緻密さを必要とする設計には向いていません。ポリゴンモデラーでも、価格が高いもので、精密さを出すためのスプラインモデラーを搭載したポリゴンモデラーもあります。しかしながら、精密さに長ける代わりに、もともとの生物的、有機的な形状が不得意になってしまいます。
【代表格】Metasequioa、3dsMax、Autodesk Maya

サーフェイスモデラー

サーフェイスモデラーは目的とする形状を「NURBS」と呼ばれる数学的な面の形状で定義するモデラーです。曲線と曲面あるいは曲面同士の組み合わせで立体を表現します。自由曲面で厳密にデザインする必要がある工業デザインなどで採用されており、自動車のボディはサーフェイスモデラーによりデザインされています。しかしながら、先述の通り、面のみで構成されているため、機械部品などの設計や組み立て作業を要するアセンブリな作業には不向きです。
【代表格】Rhinoceros、solid Thinking、Autodesk Alias

ソリッドモデラー

製造業では、最も幅広く使われているのがソリッドモデラーです。ポリゴンモデラー及びサーフェイスモデラーはただ単に形状を作成するのに対し、ソリッドモデラーは形状を作成する上、それらを組み合わせることが可能で、設計するためのモデラーと言っても過言ではありません。面のみで表現されるサーフェイスモデラーに比べ、ソリッドモデラーは形状の中身が詰まっているため、体積や重心、重量などの物理的な情報が付与されるのです。そのため、製造業における設計で重宝されています。工業デザイナーがサーフェイスモデラーでデザインを行い、その3Dデータをもとに設計者がソリッドモデラーで設計するケースもあります。しかし、現在では、デザイン機能を十分に備えたソリッドモデラーもあり、この一台で幅広く網羅できます。しかしながら、数値だけでは表現しづらい生物的、有機的な形状は不得意です。
【代表格】123D Design、Moi3D

正確さを求めるなら3D CAD、有機的な表現なら3D CGを

上記からわかるとおり、3D CADと3D CGにも違いがあります。3D CADは寸法などを規定し、正確で厳密な3D形状を作成するソフトになります。そのため、製造業などで幅広く採用されています。一方、3D CGのポリゴンモデラーは寸法などが規定されない3D形状、たとえば、人物や生物、フィギュアやアニメのキャラクターなどの有機的な形状を作成するソフトになり、ゲームや映像などのCGに使用されます。すべてではなくとも、各モデラーがどのような特徴を持ち、何に向いているのかを覚えておきましょう。