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Tutorium
Thema
Produktgestaltung
Niveau
Anfänger
Zeit zum Abschluss
30 min
Autoren
r-frank und vocx
FreeCAD-Version
0.17 und höher
Beispieldateien
WhiffleBall_Tutorial_FCWiki.FCStd
Siehe auch
None

Einleitung

Diese Anleitung wurde ursprünglich von Roland Frank (†2017, r-frank) verfasst und (nachfolgend) von vocx überarbeitet und illustriert.

Diese Anleitung soll vermitteln, wie man den Arbeitsbereich Part verwendet.

Der Arbeitsbereich Part war der Arbeitsbereich, der zuerst entwickelt wurde. Er stellt die grundlegenden geometrischen Elemente zur Verfügung, die als Bausteine für andere Arbeitsbereiche verwendet werden können. Der Arbeitsbereich Part ist für die Verwendung in einem herkömmlichen Arbeitsablauf für konstruktive Festkörpergeometrie (constructive solid geometry, CSG) gedacht. Für einen moderneren Arbeitsablauf mit Skizzen, Blöcken und Formelementen wird der Arbeitsbereich PartDesign verwendet.

Geübt wird:

• Grundelemente (Primitive) einfügen
• Parameter dieser Grundelemente anpassen
• Ihre Positionierung ändern
• Boolesche Verknüpfungen anwenden

Endgültiges Modell des Wiffleballs

Einrichtung

1. FreeCAD öfnen, ein neues leeres Dokument mit Datei → Neu erstellen und zum Arbeitsbereich Part wechseln.

1.1. Die Schaltfläche Isometrisch drücken oder 0 auf dem Ziffernblock der Tastatur, um die Ansicht auf isometrisch zu ändern, für eine bessere Darstellung der 3D-Festkörper.

1.2. Die Schaltfläche Einpassen drücken, wann immer Objekte hinzugefügt werden, um die 3D-Ansicht so zu schwenken und zoomen, dass alle Elemente in der Ansicht zu sehen sind.

1.3. Strg gedrückt halten, um mehrere Elemente durch Anklicken auszuwählen. Wurde etwas falsch ausgewählt oder soll die Auswahl aufgehoben werden, klickt man einfach auf einen leeren Bereich in der 3D-Ansicht.

Würfel-Grundelemente einfügen

2. Ein Würfel-Grundelement einfügen durch Anklicken der Schaltfläche Quader.

2.1. Quader in der Baumansicht auswählen.

2.2. Die Abmessungen im Reiter Daten des Eigenschafteneditors anpassen.

2.3. Length (Länge) auf 90 mm ändern.

2.4. Width (Breite) auf 90 mm ändern.

2.5. Height (Höhe) auf 90 mm ändern.

3. Im Reiter Daten des Eigenschafteneditors den Wert von Placement anklicken, damit rechts die Taste ... (Auslassungszeichen, Ellipse) erscheint.

3.1. Das Auslassungszeichen drücken, um den Dialog Positionierung zu öffnen.

3.2. Die Werte für die Verschiebung anpassen.

3.3. X auf -45 mm ändern.

3.4. Y auf -45 mm ändern.

3.5. Z auf -45 mm ändern.

3.6. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

4. Den Vorgang wiederholen, um einen zweiten, kleineren Würfel einzufügen, durch Anklicken der Schaltfläche Quader.

4.1. Der zweite Quader wird mit dem gleichen Namen, aber mit einer zusätzlichen Nummer zum Unterscheiden der Objekte erstellt.

4.2. Quader001 in der Baumansicht auswählen und die Abmessungen sowie die Positionierung wie beim vorherigen Objekt anpassen.

4.3. Length (Länge) auf 80 mm ändern.

4.4. Width (Breite) auf 80 mm ändern.

4.5. Height (Höhe) auf 80 mm ändern.

4.6. Den Dialog Positionierung öffnen.

4.7. X auf -40 mm ändern.

4.8. Y auf -40 mm ändern.

4.9. Z auf -40 mm ändern.

4.10. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

Visuelle Eigenschaften anpassen

5. Die vorigen Operationen erstellen einen kleineren Würfel in einem größeren Würfel. Um dies zu veranschaulichen, können wir die Ansicht-Eigenschaften im Eigenschafteneditor ändern.

5.1. Quader001, den kleineren Würfel in der Baumansicht auswählen und die Farbe ändern. Dafür im Reiter Ansicht auf den Wert von Shape Color (Farbe der Form) klicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und darin einen grünen Farbton auswählen; auch den Wert von Line Width (Linienbreite) auf 2.0 ändern.

5.2. Quader, den größeren Würfel, in der Baumansicht auswählen. Im Reiter Ansicht den Wert von Transparency (Transparenz) auf 70 ändern.

Ein Festkörper-Würfel innerhalb eines anderen Festkörper-Würfels

Zylinder-Grundelemente einfügen

6. Ein Zylinder-Grundelement einfügen durch Anklicken der Schaltfläche Zylinder.

6.1. Zylinder in der Baumansicht auswählen.

6.2. Die Abmessungen im Reiter Daten des Eigenschafteneditors anpassen.

6.3. Radius auf 27,5 mm ändern.

6.4. Height (Höhe) auf 120 mm ändern.

6.5. Den Dialog Positionierung öffnen.

6.6. Z auf -60 mm ändern.

6.7. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

7. Den Vorgang wiederholen, um einen zweiten Zylinder einzufügen, durch Anklicken der Schaltfläche Zylinder.

7.1. Der zweite Zylinder wird mit dem gleichen Namen, aber mit einer zusätzlichen Nummer zum Unterscheiden der Objekte erstellt.

7.2. Zylinder001 in der Baumansicht auswählen und die Abmessungen sowie die Positionierung wie beim vorherigen Objekt anpassen.

7.3. Radius auf 27.5 mm ändern.

7.4. Height (Höhe) auf 120 mm ändern.

7.5. Den Dialog Positionierung öffnen.

7.6. Y auf 60 mm ändern.

7.7. Unter Drehung Rotationsachse mit Winkel einstellen; X-Achse festlegen (durch Ändern der Werte für X, Y und Z auf 1, 0 und 0 in den entsprechenden Eingabefeldern der Achse) und Angle (Winkel) auf 90 ° ändern.

7.8. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

8. Einen weiteren Zylinder einzufügen. Diesmal wird ein Duplikat erstellt, damit Radius und Höhe nicht geändert werden müssen, sondern nur seine Positionierung.

8.1. Zylinder001 in der Baumansicht auswählen und danach den Menüeintrag Bearbeiten → Auswahl duplizieren. Dies erstellt Zylinder002.

8.2. Den Dialog Positionierung öffnen.

8.3. X auf -60 mm und Y zurück auf 0 mm ändern.

8.4. Unter Drehung Rotationsachse mit Winkel einstellen; Y-Achse festlegen und Angle (Winkel) auf 90 ° ändern.

8.5. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

Visuelle Eigenschaften anpassen

9. Die vorigen Operationen erstellen drei Zylinder, die sich gegenseitig durchdringen und auch die Würfel durchdringen. Um dies zu veranschaulichen, können wir die Ansicht-Eigenschaften im Eigenschafteneditor ändern.

9.1. Quader001, den kleineren Würfel in der Baumansicht auswählen und die Transparennz ändern. Im Reiter Ansicht den Wert von Transparency (Transparenz) auf 70 ändern.

9.2. Zylinder auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Shape Color (Farbe der Form) anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen roten Farbton auszuwählen.

9.3. Zylinder001 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen blauen Farbton auszuwählen.

9.4. Zylinder002 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen rosafarbenen Farbton auszuwählen.

9.5. Alle drei Zylinder auswählen und im Reiter Ansicht auch hier Line Width (Linienbreite) auf 2,0 ändern.

Festkörper-Zylinder, die sich selbst durchdringen und die Festkörper-Würfel

Vereinigen und Ausschneiden

10. In der Baumansicht Quader001 (den inneren, kleineren Würfel), und die drei Zylinder auswählen und danach die Schaltfläche Vereinigung drücken. Dies erstellt ein Vereinigungsobjekt Fusion.

11. Dann wird die boolesche Verknüpfung Differenz angewendet, um das neue Objekt Fusion aus den größeren Würfel Quader herauszuschneiden.

11.1. In der Baumansicht zuerst Quader auswählen und dann Fusion.

11.2. Danach die Schaltfläche Differenz drücken. Dies erstellt ein Differenzobjekt Cut.

Hinweis: Die Reihenfolge, in der die Objekte ausgewählt werden, ist entscheidend für diesen Vorgang. Das Basisobjekt wird zuerst ausgewählt und danach die Objekte, die etwas entfernen (ausschneiden).

11.3. Wenn die Farben nicht gefallen, das neue Objekt Cut auswählen, zum Reiter Ansicht wechseln, Den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen grauen Farbton auszuwählen; auch hier den Wert von Line Width auf 2.0 ändern.

Hohle Form, hergestellt durch Entfernen eines Würfels und dreier Zylinder aus einem größeren Würfel.

Würfel-Grundelemente einfügen, um die Ecken des Teilkörpers zu beschneiden

Jetzt werden weitere Würfel erstellt, die als Beschnittwerkzeuge für die Ecken des zuvor erstellten Objekts Cut verwendet werden.

12. Die Schaltfläche Quader drücken.

12.1. Quader002 in der Baumansicht auswählen und Abmessungen ung Positionierung anpassen.

12.2. Length auf 140 mm ändern.

12.3. Width auf 112 mm ändern.

12.4. Height auf 112 mm ändern.

12.5. Den Dialog Positionierung öffnen.

12.6. X auf -70 mm ändern.

12.7. Y auf -56 mm ändern.

12.8. Z auf -56 mm ändern.

12.9. Die Schaltfläche OK drücken.

13. Die Schaltfläche Quader drücken.

13.1. Quader003 in der Baumansicht auswählen und Abmessungen ung Positionierung anpassen.

13.2. Length auf 180 mm ändern.

13.3. Width auf 180 mm ändern.

13.4. Height auf 180 mm ändern.

13.5. Den Dialog Positionierung öffnen.

13.6. X auf -90 mm ändern.

13.7. Y auf -90 mm ändern.

13.8. Z auf -90 mm ändern.

13.9. Die Schaltfläche OK drücken.

Die beiden vorherigen Objekte werden wieder dupliziert, um sie auch wieder als Beschnittobjekte zu verwenden.

14. Nur Quader002 in der Baumansicht auswählen und danach den Menüeintrag Bearbeiten → Auswahl duplizieren. Dies erstellt Quader004.

14. Nur Quader003 in der Baumansicht auswählen und danach den Menüeintrag Bearbeiten → Auswahl duplizieren. Dies erstellt Quader005.

16. Um dies zu veranschaulichen, können wir die Ansicht-Eigenschaften im Eigenschafteneditor ändern.

16.1. Das Objekt Cut auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen blauen Farbton auszuwählen.

16.2. Alle neuen Würfel, Quader002, Quader003, Quader004 und Quader005 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Transparency auf 80 ändern.

Weitere äußere Würfel, die als Beschnittobjekte für den inneren Festkörper verwendet werden

Beschneiden der Ecken 1

17. In der Baumansicht Cube002 und Cube003 auswählen.

17.1. Den Dialog Positionierung öffnen.

17.2. Die Option Inkrementelle Änderungen anwenden aktivieren; man beachte, dass alle Werte unter Verschiebung auf Null zurückgesetzt werden

17.3. Unter Drehung Rotationsachse mit Winkel einstellen; X-Achse festlegen und Angle (Winkel) auf 45 ° ändern; danach die Schaltfläche Anwenden drücken. Dies wendet eine Drehung um die X-Achse an und setzt den Wert des Feldes Angle auf Null zurück.

17.4. Noch einmal Drehung einstellen, jetzt die Z-Achse festlegen und Angle auf 45 ° ändern; danach die Schaltfläche Anwenden drücken. Dies wendet eine Drehung um die lokale Z-Achse an und setzt den Wert des Feldes Angle auf Null zurück.

17.5. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

18. In der Baumansicht alle Objekte abwählen, dann zuerst Quader003, den größeren Würfel, auswählen und danach Quader002, den kleineren Würfel.

18.1. Danach die Schaltfläche Differenz drücken. Dies erstellt das Differenzobjekt Cut001. Dies ist ein hohler Körper, der den Basiskörper Cut nur an bestimmten Ecken überschneidet.

19. Um dies zu veranschaulichen, können wir die Ansicht-Eigenschaften im Eigenschafteneditor ändern.

19.1. Quader004 und Quader005 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Visibility (Sichtbarkeit) auf false ändern oder die Leertaste drücken.

19.2. Cut001 auswählen, den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen roten Farbton auszuwählen; abschließend auch den Wert von Transparency auf 90 ändern.

Ein gedrehter hohler Festkörper, der als Beschnittobjekt für einige Ecken des inneren Festkörpers verwendet wird

Beschneiden der Ecken 2

20. In Der Baumansicht Cut001 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Visibility (Sichtbarkeit) auf false ändern oder die Leertaste drücken.

21. In der Baumansicht Quader004 und Quader005 auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Visibility auf true ändern oder die Leertaste drücken.

21.1. Den Dialog Positionierung öffnen.

21.2. Die Option Inkrementelle Änderungen anwenden aktivieren; man beachte, dass alle Werte unter Verschiebung auf Null zurückgesetzt werden.

21.3. Unter Drehung Rotationsachse mit Winkel einstellen; X-Achse festlegen und Angle (Winkel) auf 45 ° ändern; danach die Schaltfläche Anwenden drücken. Dies wendet eine Drehung um die X-Achse an und setzt den Wert des Feldes Angle auf Null zurück.

21.4. Noch einmal Drehung einstellen, jetzt die Z-Achse festlegen und Angle auf -45 ° ändern; danach die Schaltfläche Anwenden drücken. Dies wendet eine Drehung um die lokale Z-Achse an und setzt den Wert des Feldes Angle auf Null zurück.

21.5. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.

22. In der Baumansicht alle Objekte abwählen, dann zuerst Quader005, den größeren Würfel, auswählen und danach Quader004, den kleineren Würfel.

22.1. Danach die Schaltfläche Differenz drücken. Dies erstellt das Differenzobjekt Cut002. Dies ist ein hohler Körper, der den Basiskörper Cut nur an bestimmten Ecken überschneidet.

23. Um dies zu veranschaulichen, können wir die Ansicht-Eigenschaften im Eigenschafteneditor ändern.

23.1. Cut002 auswählen, den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog Farbauswahl zu öffnen und einen rosafarbenen Farbton auszuwählen; abschließend auch den Wert von Transparency auf 90 ändern.

Ein gedrehter hohler Festkörper, der als Beschnittobjekt für einige Ecken des inneren Festkörpers verwendet wird

Das Modell fertigstellen

24. Sicherstellen, dass alle Objekte sichtbar sind. In Der Baumansicht alle Objekte auswählen, im Reiter Ansicht den Wert von Visibility auf true ändern oder die Leertaste drücken.

Der innere hohle Festkörper zusammen mit den Äußeren Objekten, die ihn beschneiden werden

25. In der Baumansicht alle Objekte abwählen, dann zuerst Cut auswählen und danach Cut001.

25.1. Danach die Schaltfläche Differenz drücken. Dies erstellt das Differenzobjekt Cut003.

Der innere hohle Festkörper mit Cut001 beschnitten

26. In der Baumansicht alle Objekte abwählen, dann zuerst Cut003 auswählen und danach Cut002.

26.1. Danach die Schaltfläche Differenz drücken. Dies erstellt das Differenzobjekt Cut004. Dies ist das endgültige Objekt.

26.2. Cut004 auswählen, den Wert von Shape Color anklicken, um den Dialog to open the Farbauswahl zu öffnen und einen grünen Farbton auszuwählen; abschließend auch den Wert von Line Width auf 2.0 ändern.

Der innere hohle Festkörper mit Cut001 und Cut002 beschnitten. Das endgültige Modell

27. Echt Objekte haben keine perfekt scharfe Kanten oder Ecken, daher kann Verrunden das Modell noch verfeinern.

27.1. In der Baumansicht Cut004 auswählen, dann die Schaltfläche Abrunden... drücken.

27.2. Im Aufgaben-Bereich Kanten abrunden unter Auswahl Kanten auswählen aktivieren und die Schaltfläche Alle drücken. Als Typ der Abrundung Konstanter Radius auswählen und Radius auf 1 mm ändern.

24.3. OK drücken. Dies erstellt ein Verrundungsobjekt Fillet.

27.4. Im Reiter Ansicht den Wert von Line Width auf 2.0 ändern.

Das fertige Whiffle-Ball-Modell mit verrundeten Kanten