3D設計図をフリーソフトで作成！4つの方法ごとにおすすめのソフトも紹介

3D設計図は、製品開発や建築設計において欠かせません。3Dプリンターで造形物を製作する際にも用いられます。設計図を作成するために高価な専用ソフトウェアを使用していては、個人や小規模企業にとって大きな負担です。そこで注目されているのが、無料で使える3D設計図作成ソフトです。

本記事では3D設計図の基本概念やフリーソフトを使った4つの作成方法、各方法におけるおすすめのソフトウェアについて解説します。低コストで3D設計図を作成したい方は最後までご覧ください。

3D設計図とは

3D設計図とは、3次元のデジタル空間内で作成される立体的な設計図です。従来の2次元の平面図や立面図とは異なり、高さ・幅・奥行きの3つの軸を持つ立体モデルとして表現されます。

3D設計図は、主に3DCADソフトウェアなどを使用して作成され、製品や建築物の形状や構造を視覚的にわかりやすく表現できるのがメリットです。設計者だけでなく、クライアントや製造担当者といった、図面を見る全ての人が直感的に設計内容を理解できるでしょう。

3D設計図は立体的な視覚化だけでなく、部品同士の干渉チェックや重量計算、構造解析などにも有効です。設計段階でのエラー検出や修正も容易であるため、製造プロセスの効率化にもつながります。

3D設計図を用いて3Dプリンターで造形物の製作も可能です。3Dプリンター向けに3Dデータを作成する方法については、以下の記事もご覧ください。

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3D設計図をフリーソフトで作成する方法4選

3D設計図を作成する方法はさまざまです。フリーソフトを使って作成する場合、以下の4つの方法が代表例です。

各方法の特徴について順番に見ていきましょう。

3DCAD

3D設計図を作成するソフトの代表例が、3DCADです。Autodesk Fusion（Fusion360）やフリーのオープンソースソフトウェアであるFreeCADなどが代表例で、精密な寸法や構造を持つ3Dモデルを作成する際に使用します。

3DCADは主に工業製品や機械部品、土木建築の設計に適しており、正確な寸法指定や部品の組み立てシミュレーションが可能です。2D図面の生成や、3Dプリンターでの出力にも対応しているため、設計から製造までの一貫した作業を実現できます。

3DCG

3DCGは、芸術性の高い3D設計図の作成に適しています。BlenderやSketchfabなどのソフトが代表例で、キャラクターや風景、建築物などの複雑な形状や質感を持つ3D設計図が作成可能です。

ポリゴンモデリングやスカルプティングなどの多様な手法をサポートしており、テクスチャマッピングやライティング、レンダリングなどの機能も備えています。3DCGは主に映画やゲーム、アニメーションなどのエンターテインメント分野で活用されています。

フォトグラメトリ

フォトグラメトリは、複数の写真から3D設計図を生成する方法です。3DF ZephyrやMeshroomなどが代表的なソフトです。写真がベースとなるため、実在する物体や環境の3D設計図を容易に作成できます。

カメラで対象物をさまざまな角度から撮影し、ソフトウェアがそれらの画像を解析して3D形状を再構築します。フォトグラメトリは、建築や考古学、地理情報システム（GIS）などの分野で活用しており、複雑な形状や大規模な環境を効率的に3Dデータ化可能です。

VRモデリングツール

VRモデリングツールは、仮想現実空間内で直接3D設計図を作成・編集できるソフトウェアです。代表的なソフトは、Google BlocksやGravity Sketchなどです。VRヘッドセットを装着し、直感的な操作で3D設計図を作成できます。

従来の2Dインターフェースでは難しかった立体的な形状の把握や編集を容易にし、クリエイティブな3Dデザインが可能です。VRモデリングは、プロダクトデザインやコンセプトアート、教育分野といった幅広い用途で活用されています。

3D設計図の作成方法別おすすめのフリーソフト

ここからは3D設計図を作成する4つの方法別におすすめのフリーソフトを紹介します。

なお以下の記事では有料のソフトも紹介しているので、あわせてご覧ください。

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【3DCAD】おすすめフリーソフト

3DCADのおすすめフリーソフトは以下の3つです。

各特徴を順番に見ていきます。

Autodesk Fusion（旧Fusion 360）

Autodesk Fusionは、高機能な3DCADソフトウェアです。3DモデリングやCAM、CAEなど多彩な機能を備えています。クラウドベースで動作するため、チーム間で情報を共有しながら3D設計図を作成するのに有効です。商用利用は有料であるものの、個人や学生、スタートアップ企業向けに無料プランも用意されています。直感的なインターフェースと豊富な機能により、初心者から上級者まで幅広く利用可能です。

Tinkercad

Tinkercadは、Autodesk社が提供する無料のオンライン3DCADソフトです。ブラウザ上で動作するためインストール不要で使用できます。直感的なドラッグ&ドロップ操作が特徴で、容易に3D設計図を作成できます。

豊富なテンプレートや基本図形が用意されているため、初心者でもオリジナルの3D設計図を設計可能です。教育用途にも適しており、子供から大人まで幅広く利用されています。

Designspark Mechanical

Designspark Mechanicalは、RSコンポーネンツが提供する無料の3DCADソフトです。直感的な操作性と柔軟な修正機能を備えたスマートダイレクトモデリング方式を採用しています。商用利用も可能で、基本機能は無料で使えます。

高度な設計を行う場合には、月額制のサブスクリプションで豊富な機能を利用できます。3Dプリンター用データの入出力にも対応し、初心者でも複雑な3D形状を手軽に作成可能です。

【3DCG】おすすめフリーソフト

おすすめの3DCGソフトは以下の3種類です。

各ソフトの特徴を解説します。

Blender

Blenderは、無料で使える高機能な3DCGソフトウェアです。モデリングやアニメーション、レンダリングといった3DCG制作に必要な機能を網羅しています。オープンソースでWindowsやMac、Linuxに対応しており、日本語インターフェースも利用可能です。

豊富な機能と拡張性により、初心者から上級者まで幅広く使用されています。定期的なアップデートで機能が追加され商用利用も可能なため、個人からプロまで幅広く活用されています。

MeshMixer

MeshMixerは、Autodeskが提供する無料の3DCGソフトです。直感的な操作で3Dモデルの編集や修正が可能で、特に3Dプリント用データの作成に適しています。3Dスキャンデータの修復やオブジェクトの合成、サポート材の自動生成など、3Dプリンターユーザーに便利な機能を多数搭載しています。

Fusion 360と連携させれば、正確な寸法のモデル作成も可能です。初心者でも扱いやすく、3Dプリンターを使用する人に特におすすめのソフトウェアです。

Sketchfab

Sketchfabは、3Dモデルをウェブ上で公開や共有、閲覧ができるプラットフォームです。ブラウザ上で動作するため、専用ソフトのインストールは必要ありません。アップロードした3D設計図は360度回転させて閲覧でき、VRモードでの表示やARコンテンツとしての利用も可能です。

モデルの公開設定やパスワード保護機能もあり、商用利用も可能です。ブログやSNSへの埋め込みにも対応しており、3D設計図の共有や展示に適したプラットフォームとして広く利用されています。

【フォトグラメトリ】おすすめフリーソフト

写真を組み合わせて3D設計図が作成できるフォトグラメトリの代表的なフリーソフトは以下の3つです。

それぞれ詳しく見ていきましょう。

3DF Zephyr

引用：写真計測用ソフトウェア 3DFゼファー (3DF Zephyr)

3DF Zephyrは、使いやすさと高品質な3D設計図生成を両立したフォトグラメトリソフトです。無料版の3DF Zephyr Freeは50枚までの画像処理が可能で、初心者でも扱いやすいインターフェースを提供しています。さらに使いこなしたい人に向けて、有料版も用意されています。

クラウドベースで動作し、3Dモデリングやテクスチャ作成、メッシュ編集などの機能を備えており、個人から専門家まで幅広いユーザーに対応可能です。

Meshroom

Meshroomは、オープンソースのAliceVisionフレームワークをベースにした無料のフォトグラメトリソフトです。直感的なGUIを備えており、初心者でも簡単に使用できます。

GPUを活用した高速処理が可能で、WindowsやLinux、macOSに対応しています。作成したデータはBlenderで読み込んで編集可能です。組み合わせて利用すれば、より効率的に3D設計図が作成できるでしょう。

COLMAP

COLMAPは、高精度な3D再構築を実現する無料のオープンソースツールです。GUIとコマンドラインインターフェースの両方を提供し、研究用途にも適しています。特徴点抽出やマッチング、カメラ位置推定などの機能を備えています。

高度なアルゴリズムを採用しており、精密な3Dモデル生成が可能です。ただし、処理に時間がかかる場合もあり、初心者には少し難しい面もあります。

【VRモデリングツール】おすすめフリーソフト

最後におすすめのVRモデリングツールを3つ紹介します。

順番に見ていきましょう。

Blender

3DCGソフトでも紹介したBlenderは、Blender XR拡張機能を使用するとVR環境内で3Dシーンの操作・編集ができます。既存のシーンをVRで表示、オブジェクトの選択・移動・回転・スケーリングなどの基本的な編集が可能です。VRとデスクトップワークフローをシームレスに切り替えられるため、複雑なモデリングにも対応できます。

Google Blocks

Google Blocksは、VR環境で直感的に3Dモデルを作成できるツールです。シンプルな6つのツール（Shape、Stroke、Paint、Modify、Grab、Erase）を使用して3Dオブジェクトを容易に作成できます。

初心者でも扱いやすく、短時間でプロトタイプや概念モデルを作成可能です。作成したモデルはOBJ形式でエクスポートできるため、他のアプリケーションでも利用できます。

Gravity Sketch

Gravity Sketchは、精密なサーフェスモデリングや曲線編集が特徴のVRモデリングツールです。自動車デザインや工業デザインなどに適しています。タブレットとVRを組み合わせたハイブリッドな作業環境も提供しています。

3D設計図のフリーソフトに関するよくある質問

ここからは3D設計図のフリーソフトに関する質問にお答えしましょう。

3D設計図のフリーソフトは初心者でも使えますか

初心者でも使える3D設計図のフリーソフトはあります。Tinkercadやブラウザ上で動作するSketchUp Freeなどは直感的なインターフェースと基本的な機能を備えているため、初心者でも簡単に使い始められるでしょう。多くのソフトウェアにはチュートリアルやヘルプ機能が用意されているので、初心者でも段階的に習得可能です。

スマホで使用できる3D設計図のフリーソフトのアプリはありますか

スマホで使用できる3D設計図のフリーソフトアプリもいくつかあります。Shapr3DやOnshape、AutoCAD Mobileなどが代表例です。タッチスクリーンに最適化された直感的なインターフェースを提供し、外出先でも3Dモデリングや図面の編集が可能です。

スマホで使用できるアプリについては、以下の記事でもまとめています。

>> iPadやAndroidのタブレットで動作する3Dモデリングアプリ7選+α

フリーソフトで作成した3D設計図は3Dプリンターで使えますか

多くの場合フリーソフトで作成した3D設計図は3Dプリンターで使用可能です。ただし、3Dプリンター用のファイル形式（主にSTL形式）でエクスポートする必要があります。BlenderやFreeCAD、Fusion 360などのフリーソフトはSTLファイルの出力に対応しています。

STLファイルの扱いについては、こちらの記事もご覧ください。

>> 3DプリントするならSTLのデータ修正は必須！おすすめのツールも5つ紹介！

まとめ

本記事では3D設計図をフリーソフトで作成する4つの方法と、各方法のおすすめソフトを紹介しました。3D設計図を作成するには、3DCADや3DCG、フォトグラメトリ、VRモデリングツールといった手法があります。それぞれに初心者でも使いやすいソフトから、プロフェッショナル向けの高機能ツールまで幅広い選択肢が存在します。

3Dプリンター用のデータのみならず、3D設計図はさまざまな分野で応用されています。本記事を参考に、3D設計図を貴社の業務にご活用ください。