Pythonライブラリ（2DCAD->3D STEP）：cad3dify

１．概要

　2DのCAD図面（手書き、写真、PDF、スクショなど）を3D STEPファイルに変換するライブラリ「cad3dify」を紹介します。

　本ツールは、開発者は日本のエンジニアみたいです。

１－１．STEPファイルとは

　STEP("Standard for the Exchange of Product Data)ファイルは、ISO規格（ISO 10303）で定められたデータ形式です。

　特定のCADソフト（SolidWorks, AutoCAD, Fusion360など）に依存しない「中間ファイル」であるため、生成されたデータをそのまま自社の使い慣れたCADソフトに取り込み、編集・加工することが可能です。

１－２．cad3difyの特徴

　cad3difyは、入力された2D画像を解析し、その幾何学的特徴を3Dモデル生成コード（CadQueryなど）に変換するプロセスをAIが担っています。
　使用モデルはGPT-5（またはClaude 4.5 opus、Gemini 3 pro、Vertex AI上のLlama 3.2）などが利用可能です。

２．環境構築

　本ライブラリで使用されているLangChainの環境構築が難しすぎるため、再現性がない方法ではありますがご紹介します。

２－１．事前準備：OpenAIのAPI発行

　APIを使用するため、OpenAIのAPIを発行します。

1. 支払いページへ移動＋ログイン：下記アクセスし、ログイン

   • https://platform.openai.com/settings/organization/billing/overview

2. 支払い方法の登録:

   • 「Add payment details」をクリック

   • クレジットカード情報と住所を入力して登録

3. 初回チャージと支払い:

   • 初回にチャージする金額（最低$5など）を指定し、支払いを確定

4. (任意) 自動リチャージ設定:

   • 残高が減った際に自動チャージするか設定

   • デフォルトはONのため、気になる人は外すこと

補足：利用制限の設定
　APIの使いすぎを防ぐため、Limitsページで月間の利用上限額を設定できます(https://platform.openai.com/account/billing/limits)。

２－２．仮想環境の作成

　Anacondaで仮想環境を作成します。

　依存関係の衝突を防ぐため、Anaconda等で専用の仮想環境を作成します。LangChainが対応できるPython 3.10以上が必要なため、今回は3.11を指定しました。

[Anaconda prompt]
conda create -n cad3d python=3.11 -y
conda activate cad3d

　関連するライブラリを入れていきます。

# 基本的な数値計算・画像処理ライブラリ
pip install numpy matplotlib shapely pydantic requests

# Webアプリフレームワーク
pip install streamlit

# AIモデル連携ライブラリ (OpenAI, Google, Anthropic)
pip install openai google-generativeai anthropic

# 【重要】LangChain関連の修正インストール
# langchain-communityを入れることで chains の読み込みエラーを解決します
pip install langchain langchain-community langchain-core langchain-openai langchain-google-genai langchain-anthropic

#その他
pip install loguru
pip install cadquery
pip install reportlab
pip install svglib

　Versionを確認しました。

[prompt]
pip show langchain

[OUTPUT]
Name: langchain
Version: 1.1.2
Summary: Building applications with LLMs through composability
Home-page: https://docs.langchain.com/
Author:
Author-email:
License: MIT
Location: C:\Users\kiyo\Anaconda3\envs\cad3d\Lib\site-packages
Requires: langchain-core, langgraph, pydantic
Required-by:

　これで準備完了のはずです。(詳細はYAMLファイル参照)

２－３．コードのリファクタリング

　リポジトリに含まれるコードは古いLangChainの記法を使用している場合があり、そのまま実行するとエラーになる可能性があります。
　手動での修正は困難なため、AIエージェントを使用してコードを最新のLangChainで動作するように書き換えます。概要は以下の通り。

• プロンプト：以下参照

• ツール：VS Code 

• AIモデル：Claude Opus4.5(Preview)

ゴール
プロフェッショナルとして、顧客である前提知識がない私が満足するコード

出力
コードの修正

補足条件
思考の時間はかけてよいので、Qualityを最大限上げてください。
遠慮せずに全力を尽くして

#役割
あなたは「AI」と「プログラミング」のプロフェッショナルです。

#業務内容
現在のcad3difyのコードは古いLangchainで作成されています。
これをLangChainの最新Versionに対応したコードにリファクタリングして

　コラム：環境構築の方向性検討

　LangChainとはLangChainとは、LLMを用いたアプリケーション開発を効率的に行うためのライブラリであり、2025年10月22日に LangChain v1.0 が公開されました。

　Version遍歴の中でAPIが大幅に変わっており、昔のコードがそのまま使えないことがあります。まずサクッと使おうとすると”Error importing langchain modules: No module named 'langchain.chains'”がでました。

　下記を試してみたのですが結果的に無理だったため、正しい環境構築ではなくコードのリファクタリングで対応しました。

• 他の記事を参照し、類似のVersionを導入

• AIエージェントで発生したエラーに対してパッチを当てていく

• 環境をGoogle Colab上で実行

３．Quickstart：CLI

　同様の性能が出るか確認するため、公式の画像を参照しました。ファイル名は"g1-3.jpg"です。

３－１．コマンド実行

　下記手順でコマンド実行しました。
※PowershellやMacだとコマンドが異なるため、適宜確認のこと

1. git clone https://github.com/neka-nat/cad3dify.git：ソースコード（リポジトリ）をローカル環境に複製

2. cd cad3dify：作業ディレクトリを移動

3. set OPENAI_API_KEY = <自分のAPI>：API認証キーを環境変数として一時的に設定

4. set PYTHONPATH=.：Pythonのモジュール検索パスに現在のディレクトリを追加し、パッケージインポートエラーを防ぐ

5. python scripts/cli.py g1-3.jpg：設定済みの環境内で、指定された画像ファイルを使って3D CADモデル生成スクリプトを実行

[Anaconda Prompt]
git clone https://github.com/neka-nat/cad3dify.git
cd cad3dify
set OPENAI_API_KEY = <自分のAPI>
set PYTHONPATH=.
python scripts/cli.py g1-3.jpg

　実行が完了するとStepファイルが生成されました。

３－２．結果確認

　結果は以下の通りです。公式と比較してしょぼい結果となりました。おそらく使っているAIモデルがいまいちなのかもしれません。

４．Quickstart：GUI

　Streamlitを使ったWebアプリ上での利用も可能です。

　下記コマンドを実行するとWebアプリが開きます。

streamlit run scripts/app.py

　サイドバーからファイルをアップロードしたら、自動でSTEPファイルが生成されます。

　直感的には非常に使いやすいですが、得られた結果はCLIと同様です。

あとがき

　久しぶりのドツボにハマる環境構築はしんどかった。
　とりあえず２D-＞STEPファイル変換できるのを知れただけでも良しとしよう。

参考資料

cad3dify

Pythonライブラリ

3Dソリッド

3D (メッシュ)

2D図面