3Dモデリングとは？試作で必要な理由

試作の相談を進める中で、「細かい部分の形状がどうなっているのか、うまく伝えられない」という場面が出てくることがあります。
写真やイラストでおおよそのイメージは伝わっても、各部の寸法や形状が数値として定まっていないと、加工方法の検討や見積もりの段階で、認識のズレにつながることがあります。

そこで重要になってくるのが、3Dモデリングの工程です。

3Dモデリングという言葉には、CG制作や映像分野の意味合いも含まれますが、この記事では、製品試作に関連する範囲に限定します。
形状を数値として定義し、後工程に正確に引き継ぐための作業、という位置づけで進めます。

3Dモデリングとは、対象物の形状を、点・線・面などの幾何情報を組み合わせ、3次元のデータ すなわち3Dデータとして定義していく作業のことです。

ここで担っているのは、単なる形の再現ではありません。寸法、角度、面のつながり方。それらの情報を、誰が見ても同じように解釈できる状態にする役割です。

この「解釈のブレをなくす」という役割があるからこそ、見積もりや加工方法の検討、製作といった後工程に、形状の意図をそのまま引き継げます。逆に、数値として整理されていない段階では、受け取る側で解釈を補う必要が生じ、それが意図とのズレにつながります。

曖昧さが少なくなることで、見積もりや加工方法の検討が進めやすくなり、確認事項を整理しやすくなることにもつながります。

2D図面は、正面図・側面図・平面図など、複数の図に分けて形状を表現します。1枚の図だけでは立体全体を把握できない場合があり、奥行きを含めた形状を理解するには、複数の図を組み合わせて読み取る必要があります。

一方3Dデータは、奥行きも含めた形状情報を一つのデータとして持っています。面が重なる部分や、曲面が複雑に入り組んだ箇所は、複数の図面を組み合わせて読み取るより、3Dデータで直接確認する方が早く、担当者による解釈の差も出にくくなります。

「図面通りのつもりが、実際には意図と違う形状だった」という行き違いも防ぎやすくなるのです。

3Dモデリングは、多くの場合、加工や成形に入る前の工程にあたります。

形状を先に3Dデータとして固めておく。それだけで、切削加工や3Dプリンター、試作金型といった、後続の工法選定や見積もりがスムーズに進みやすくなります。図面やイメージだけで話を進めるより、共通のデータがあるかどうか。担当者間の認識合わせのしやすさは、そこで大きく変わってきます。

そもそも3Dデータとは何かを知りたい方は、こちらもあわせてご覧ください。

➡3Dデータとは？初心者向けにわかりやすく解説

頭の中でイメージしていた形状と、実際に立体化したときの見え方。この2つは、意外とズレます。特に曲面や複雑な凹凸を含む形状では、2Dの図面上では気づきにくかった違和感が、3Dデータにした途端に見えてくることがあります。

3Dモデリングと一言で言っても、用途によってデータの持たせ方は変わります。

3Dプリンターでは、STLや3MFなど、形状をメッシュ（細かい三角形の集まり）として扱う形式が広く使われています。曲面のなめらかさは、このメッシュの細かさに左右されます。

一方、切削加工や試作金型では、曲面や立体形状を幾何情報として定義したソリッドデータやサーフェスデータがよく使われます。これらは、加工用の工具経路の計算や型設計など、後工程で形状を扱うためのデータとして利用されます。

加工方法ごとのメリット・デメリットについては、こちらで詳しく比較しています。

➡3DプリンターVS切削加工の違いを解説！！～試作における重要な選択～

3Dモデリングの段階で形状の整合性を確認しておくと、加工や成形に進んでから発覚する問題を減らせます。

試作の現場で「手戻り」という言葉を耳にすることがあります。前の工程に戻ってやり直すこと。これが起きるたび、時間もコストも積み上がっていきます。もちろん、モデリングだけですべての手戻りを防げるわけではありません。ただ、上流でのチェックポイントが一つ増える。それだけで、後工程の負担は変わってきます。

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全体のプロポーションや方向性がまだ固まっていない段階で、面取りやリブ、ロゴの彫り込みといった細部まで先に作り込んでしまう。方向性が固まる前の細部作業は、全体形状が変わるたびに作り直しの対象になります。

切削加工で試作するのに、量産の型を前提にした抜き勾配（型から部品を抜くための傾斜）をそのまま盛り込んでしまう。あるいは、外観確認が目的なのに、コストダウンやヒケ防止のための肉盗み（内部の肉厚を減らす加工）まで作り込んでしまう。

試作の初期段階から量産と同じ考え方でモデリングを進めると、かえって身動きが取りにくくなります。何を確認したい試作なのか、目的に立ち返ることが精度の掛けどころを見極める近道です。

3Dモデリングは、試作の工程における出発点です。形状を数値として定義し、後工程に正確に引き継ぐ。この役割を果たせているかどうかが、試作全体の精度に直結します。

形状確認、加工方法の選定、手戻りの削減。これらはすべて、モデリングの段階での丁寧さに支えられています。一方で、作り込みすぎや目的とのズレ、量産精度の早すぎる持ち込みといったつまずきも起こりがちです。試作の目的に立ち返りながら、モデリングの精度を見極めていくことが大切です。

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試作全体の流れを確認したい方は、こちらもご覧ください

➡新製品開発の試作から量産までの流れとは？目的で変わる、試作の種類と手法