「FreeCADは２D＆３D図面が描けるフリーなCAD」を調査

2024年12月30日blender

FreeCADは、オープンソースで開発されている3次元（3D）CADソフトウェアであり、機械設計やプロダクトデザイン、建築、3Dプリントなど、幅広い分野で利用されています。無料でありながら、有名な商用CADソフトに匹敵するほどの高い機能性を備えており、世界中のコミュニティによって継続的に改良・拡張が行われている点が大きな特徴です。以下では、FreeCADの主な特徴や魅力について、なるべく詳しく解説します。

1. オープンソースであること

FreeCADの最大の特徴は、ソースコードが公開されているオープンソースソフトウェアである点です。利用はもちろん、個人・企業問わず商用利用を含めて無料で使えるうえ、機能追加や改変も可能です。これは大勢のユーザーや開発者が協力して改善を続けられる体制を作り出し、新機能の追加やバグ修正が日々行われています。したがって、公式の開発チームだけでなく、コミュニティからの貢献によってソフトウェアの完成度が高まり続けているのです。

2. パラメトリックモデリング

FreeCADは、パラメトリックモデリング（パラメータを変更してもモデルが自動的に再計算される仕組み）をサポートしています。たとえば、スケッチ（2D図面）を描き、拘束条件（寸法拘束や幾何拘束）を設定しておけば、後から寸法を変更してもモデルが自動的に再構築されます。これによって、試作段階での寸法変更や形状修正がしやすくなり、大幅な手間の削減に繋がります。また、ほかのCADソフトと同等レベルのパラメトリック機能を無料で利用できる点は、FreeCADの非常に大きな強みといえるでしょう。

3. マルチプラットフォーム対応

FreeCADは、Windows・macOS・Linuxの主要なOSに対応しており、どの環境でもほぼ同じ操作感で使えます。自分の作業スタイルに合わせてOSを選べるだけでなく、例えば職場でWindowsを使い、自宅ではLinuxを使うといったケースでも、ファイルの互換性を気にすることなく同じプロジェクトを続行できます。これはオープンソースならではのメリットといえます。

4. 豊富なワークベンチ（モジュール）

FreeCADにはさまざまな機能が、ワークベンチというモジュール単位で実装されています。代表的なワークベンチには以下のようなものがあります。

Part Design
スケッチベースのパラメトリックモデリングに適したワークベンチ。回転、押し出し、スケッチの拘束など、一般的なソリッドモデリングに必要な機能がまとめられています。
Part
基本的なソリッド・サーフェス作成ツールを提供するワークベンチ。ブール演算（和・差・共通）やプリミティブ形状の生成など、シンプルな形状を扱う場合に便利です。
Sketcher
2Dスケッチを作成し、寸法拘束や幾何拘束を設定できるワークベンチ。FreeCADのパラメトリック機能の核となる部分で、Sketcherの習熟はモデリング全体の効率アップにつながります。
Draft
2D図面を描くための機能や、建築設計を補助する機能が用意されています。AutoCAD的な操作感に近いため、エンジニアだけでなく建築分野のユーザーにも利用されます。
FEM
有限要素解析（FEM：Finite Element Method）を行うワークベンチ。応力解析や熱解析など、設計段階でのシミュレーションをFreeCAD上で実行できます。
Path
CAM（Computer Aided Manufacturing）の機能を備えたワークベンチ。NC工作機械向けのツールパス生成などが可能です。

これらのワークベンチを必要に応じて切り替えることで、多岐にわたる用途に対応できるのがFreeCADの魅力です。

5. 拡張性とカスタマイズ性

FreeCADはPythonをベースに拡張機能を開発することができます。マクロやスクリプトを組んで、自分が欲しい機能を追加したり、複雑な操作を自動化したりすることが可能です。さらに、ユーザー有志によるアドオンも多数公開されており、専門的な分野のワークベンチやGUIの拡張機能など、さまざまな拡張パッケージが用意されています。

例：3Dプリント用のメッシュ操作をサポートする拡張機能、PCB設計（プリント基板設計）と連携するためのアドオンなど

6. 豊富なファイル形式への対応

3Dデータの交換で重要になるのがファイル形式の互換性です。FreeCADは次のような形式を幅広く扱うことが可能です。

STEP、IGESといったCADで一般的なファイル形式
STL、OBJなどの3Dプリントや3Dモデリング向けファイル形式
DXF（2D図面）などの交換フォーマット

これにより、他のCADソフトで作られたモデルをFreeCADで読み込んで修正し、再度出力するといった、実務におけるファイル連携が比較的スムーズに行えます。

7. コミュニティとサポート

オープンソースであるFreeCADは、世界中のユーザーコミュニティが非常に活発です。公式フォーラムやDiscordなどで質問すれば、英語圏を中心に様々な人から回答をもらえる可能性が高いです。日本語での情報発信やQ&Aの場も徐々に増えており、Qiitaやブログ、YouTubeなどで日本語のチュートリアル動画や記事が見つけやすくなっています。困ったときは検索すると、誰かが同じ問題に直面して対処法を共有していることがよくあります。

8. 幅広いユーザー層

DIY・ホビーユーザー
3Dプリンターやレーザーカッターで個人プロジェクトを進めるとき、FreeCADを使ってパーツ設計を行うケースが増えています。オープンソースソフトウェアとの親和性が高く、自宅にあるLinuxマシンやRaspberry Piでも動作するため、DIY志向のユーザーから支持されています。
設計・製造系エンジニア
有名な商用CADソフトを使う企業でも、部分的にFreeCADを導入する動きがみられます。解析（FEM）やCAM（Path）機能を併用してスモールスタートで試作開発を進める事例もあります。
建築家や建築学生
FreeCADのDraftワークベンチやArchワークベンチ（BIM機能）を活用すれば、建築パーツの配置や2D平面図、3Dモデルの作成が可能です。Blenderなどのオープンソース3DCGソフトとの連携を図ることで、リアルなレンダリングやウォークスルーも比較的簡単に実現できます。

9. 今後の展望

FreeCADのバージョンは、一般的に0.XXのように表記されますが、開発が進むにつれ安定性と機能性は格段に向上しています。リリースごとに大きな改善や新機能の追加が行われるため、将来的には商用CADと同等またはそれ以上のユーザビリティ、性能を備えることが期待されています。また、ユーザーコミュニティが拡大することで、日本語圏のドキュメントやサポートも充実していくでしょう。

まとめ

FreeCADは、オープンソースであることや豊富なワークベンチ、パラメトリックモデリングなど、多くの魅力的な機能を兼ね備えた3D CADソフトウェアです。趣味のDIYから本格的な設計・製造にまで対応できる拡張性を持ち、世界中のコミュニティから日々機能強化が図られています。3Dモデルを必要とする場面はますます広がっており、FreeCADのように無料でハイレベルな機能を利用できるツールを試してみる価値は十分にあります。学習は少し工夫が必要ですが、公式Wikiやフォーラム、YouTubeなどで最新情報とチュートリアルを活用すれば、独学でも実践レベルの知識・スキルを身につけることができるでしょう。

reeCADは日本語のドキュメントやチュートリアルが比較的充実しているオープンソースCADです。以下に、初心者向けの解説や基本操作方法を丁寧に解説しているサイト・リソースをいくつかご紹介します。ぜひ参考にしてみてください。

FreeCAD公式Wiki
https://wiki.freecad.org/Main_Page/ja
FreeCADの公式Wikiでは日本語マニュアルやチュートリアルが用意されています。インターフェースの解説や各ワークベンチ（Part, Part Design, Sketcherなど）の使い方を図解入りで学ぶことができます。公式サイトらしく情報量も豊富で、初めて使う際にはまず目を通すとよいでしょう。
- FreeCADマニュアル https://wiki.freecad.org/Online_Help_Toc/ja

1. FreeCAD公式ドキュメント（日本語）

FreeCAD公式フォーラム（日本語）
https://forum.freecad.org/viewforum.php?f=25
公式のユーザーフォーラムには日本語用のスレッドもあります。わからないことやトラブルがあった場合、検索すると同じ問題に直面したユーザーのやり取りが見つかることがあります。質問を投稿すれば、他のユーザーが回答してくれることもあるので活用してみましょう。