パーツモデリング、アセンブリ、ドローイング（図面）
3D-CADのオペレーションの基本となるパーツモデリング（部品作成）についてのお話です

私は元々手書きの図面からスタートして、設計ツールとして長年の間 AutoCADとSolidWorksを使用してきました　またデータ変換や形状モデリング用としては Rhinocerosもモデリングツールとして重宝してきました
ここ10年程は学生、生徒向けの教育で Creo、Inventor、TinkerCAD、最近ではShapr3Dなどのソフトウェアツールを使用しています

パーツモデリングとしては、機構部品を主な対象としてソリッドモデリングと意匠形状などを対象とするサーフェスモデリングがあります
どちらも大まかな形状を作成してから細部のモデリングを行うことが基本です
細部を積み重ねて全体を作る作業はモデリングでは許されるのですが、設計デザインの観点からはお勧めできません　継ぎ足し工法の住宅のようにバランスの悪いものができてしまいます
デザイナーの方のスケッチを見ていても、はじめに大まかなラインを描きあたりをとりながら修正して細部を書き込む作業をしていきます
それらは主に一つのビューで表現されますが、設計者も図面化の際には同じような手順で考え、形の特徴を表すビューを正面にとらえ、それを補完するビューを側面や平面に設定していけば良いことがわかります

PCマウスのモデリング例

身近なモデリング例としてマウスを作成してみます
はじめに概略のサイズと輪郭を表す曲線を作成します

3Dカーブは2つの平面曲線から作成することができます

次にサーフェスを作成します

サーフェスは曲線間に貼らずに交差するようにサーフェスの基本形状を作成します
曲面間で作成すると隙間ができてしまいます
サーフェスは基本的に4辺を持って構成されています

交差部分でトリムします

3Dプリンターで出力したものが次の画像です

実際に手で操作する時の握り具合や感触を確認します
若干左右の曲率を大きくした方が良いと感じられるのでサーフェスに戻って修正します

形状を修正して細部の作り込みを行います

3Dプリンタで出力した結果です

高専の３年生の３D-CADの授業で図のようなモデル作成の課題があります
上面が三角形で下面が円形をした形状を作成します（ロフト）

さて、上面の三角形はどのような三角形でしょうか？

正解は正三角形なのですが、なんとなく判りますよね
なんとなくでなく表しているのが（－１０）という寸法なのです

（）付で表される寸法は、参考寸法と言われます
本来記入しなくても良い寸法ですが、図面を読む人のために付け加えられている寸法です
記入しなくてもよいということは、寸法の無い図形ということになります
よって、円に内接する正三角形ということが言えます
二等辺三角形であれば、（）を除いた寸法として指定しなければなりません

このように情報（寸法）が無いことで意味を伝えるということもあります

３D-CADでは幾何的にまたは寸法によって定義して図形（スケッチ）を作成します
上図の課題の時に、直径４０の円に内接し１０という寸法定義でスケッチを作成してはいけません
三角形の３辺が等しい長さであるという幾何拘束による定義を使用するのがこの課題にふさわしいと言えます