Kolmiulotteinen tietokoneavusteinen suunnittelu tai 3D CAD on eräänlainen ohjelmisto, joka auttaa arkkitehtejä, insinöörejä ja muita rakennusalan ammattilaisia suunnittelemaan kaavioita kolmiulotteisista kohteista. 3D CAD: ää käytetään yleisesti erilaisten esineiden, kuten autojen ja muiden ajoneuvojen, teollisuus-, liike- tai asuinrakennusten, ja käytännöllisesti katsoen kaikkien kotitalouslaitteiden tai -laitteiden suunnittelussa. 3D CAD on myös tärkeä työkalu tietokoneella tuotetun animaation luomiseen.
Tietokoneavusteinen suunnittelu (CAD) kehitettiin ammattikentäksi 1970 -luvulla keinona alentaa kustannuksia ja tuotekehityksen suunnittelu- ja testausvaiheisiin liittyvää aikaa. Se alkoi korvata sekä paperikaaviot että savimallit, mutta käyttöjärjestelmien ja tietokonelaitteistojen jatkuvan kehityksen myötä on edetty pitkälle niiden korvaamiseksi tuotantotyökaluna. Tämä ei tarkoita sitä, että CAD-käyttäjät eivät enää tarvitse koulutusta, ja nykyaikaiset arkkitehdit ja suunnittelijat vaativat yhtä paljon, ellei enemmän koulutusta ja harjoittelua uusimpien tietokoneavusteisten suunnittelutekniikoiden hallitsemiseksi.
Monet 3D CAD: n käsitteistä ovat samat kuin perinteisessä CAD -paperi- tai savimallinnuksessa käytetyt käsitteet. Ideat, kuten geometria, mittakaava, massa ja jopa biomekaniikka, ovat yhtä välttämättömiä nykyaikaisten suunnittelijoiden, insinöörien ja arkkitehtien ymmärtää kuin se oli 1960 -luvulla työskenteleville. Tämän havainnollistamiseksi 3D-CAD-autokehyksen suunnittelua voitaisiin verrata perinteiseen kaavamaiseen suunnitteluun samalla tavalla kuin tekstinkäsittelyä voitaisiin verrata kirjeen käsin kirjoittamiseen.
Yksi suurimmista eduista, joita 3D CAD nauttii paperin luonnostelusta tai savimallinnuksesta, on ajatus virtualisoinnista. Toisin sanoen tietokonemallia voidaan muokata, säätää ja jopa muokata kokonaan ilman lisäkustannuksia, paitsi käytettyä aikaa. Kaikki työ on virtuaalista, näytetään dynaamisesti elektronisella näytöllä, ja sitä voidaan tarkastella uudelleen ja muokata loputtomiin. Nykyaikaiset suunnittelijat voivat sisällyttää uusia ideoita ja suosituksia paljon helpommin kuin edeltäjänsä, joiden on kirjaimellisesti ‘palattava piirustuspöydälle’ ja aloitettava alusta muutoksilla.
Nykyaikainen CAD -tekniikka on antanut suunnitteluyrityksille mahdollisuuden lisätä tuottavuutta ja samalla vähentää työvoimaa, koska yhden projektin toteuttamiseen tarvittava aika on vähentynyt dramaattisesti tietokoneistamisen ansiosta. Lisäksi jopa itse 3D CAD: n kustannukset ovat laskeneet merkittävästi viimeisten kolmen vuosikymmenen aikana. Vaikka 3D CAD -ohjelmiston käyttämiseen tarvittiin aiemmin tarkoitukseen rakennettuja tietokonejärjestelmiä, on nyt mahdollista luoda suhteellisen monimutkaisia malleja melko yksinkertaisilla henkilökohtaisilla tietokoneilla. Ammattimaiset tulokset vaativat kuitenkin uusinta laitteistoa ja ohjelmistoa.