FreeCAD: Ваша собственная программа трёхмерного параметрического моделирования

Введение

Цель данной статьи перечислить некоторые отсутствующие в настоящее время возможности в FreeCAD и предоставить обходные пути для их решения. Это может быть полезно для начинающих пользователей, которые не могут найти требующиеся инструменты, среди тех что существуют в FreeCAD.

Обходные решения для верстака Sketcher

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
1	Автоматическая привязка к объектам (геометрическим центрам, квадрантам, продолжениям, пересечениям)	Ручное применение ограничений и использование вспомогательных линий Чертите геометрию в Верстаке Набросок (Draft), где доступна привязка к объектам, затем преобразуйте в эскиз с помощью инструмента Набросок НабросокВЭскиз (Draft2Sketch).
2	Проверка геометрических и массовых свойства эскиза (площадь, центр масс, производные момента площади и т.д.)	Создайте грань из эскиза с помощью Деталь СоздатьГрань (MakeFace), затем проанализируйте эту грань с помощью Деталь ПроверитьГеометрию (CheckGeometry).
5	3D Эскизы	Используйте Верстак Набросок (Draft), но 3D-чертежи нельзя преобразовать в эскизы (однако их можно использовать для пространственного структурного анализа, выполняемого внутренним МКЭ или внешним методом, а так же для траекторий инструментов ПроектнойДетали ТрубаВыдавливания (PartDesign AdditivePipe) или Деталь по Траектории (Part Sweep)).
7	Инструмент Показать сечение, показывающий заполненные срезы	Если эскиз параллелен одной из главных плоскостей глобальной системы координат: используйте Деталь Секционный разрез.
8	Размер диаметра относительно оси симметрии для деталей вращения	Вместо этого создайте размер радиуса (можно ввести диаметр, делённый на 2 - расчёт будет произведён FreeCAD автоматически).
9	Размерные метки, адаптирующиеся к повороту вида, чтобы их всегда можно было прочитать	Поворачивайте вид при необходимости
11	Возможность скрыть всю впомогательную геометрию в активном эскизе	В окне "Элементы" используйте фильтр "Вспомогательная", выберите в нём элементы вспомогательной геометрии и снимите с них флажки.

Обходные решения для верстаков Деталь (Part) и Проектная Деталь (Part Design)

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
1	Проверить геометрические и массогабаритные характеристики модели	FCInfo макрос Part CheckGeometry инструмент для проверки геометрии - площадь, объём, масса, длина, центр масс, моменты инерции, радиус гирации
2	Отображение центра масс модели (детали или сборочных единиц)	Макрос CenterOfMass
3	Плоскость сечения не создаёт впечатление, что модель полая	Измените свойство Освещение (Lighting) в настройках вида детали на "One side - Одна сторона" (очень грубый эквивалент, проблема с многоцветными деталями) Используйте Деталь Секционный разрез - отменив выделение всех плоскостей перед нажатием Закрыть (Close) Ссылка на ветку - экспериментальный рендер
4	Создание оси на пересечении 2-х плоскостей и плоскости посередине между двумя гранями/точками, возможно, больше вариантов для создания опорных элементов.	Макрос Пересечение Ручная настройка привязки опорных элементов.
5	Автоматическое извлечение средней плоскости (для тонкостенных деталей)	Используйте Набросок Сшиватель Граней (Facebinder), а затем Набросок Масштаб (Scale) или Деталь Смещение 3D (Offset) (проще), чтобы сделать реальную среднюю поверхность, примените обходной путь для растягивания граней, если созданные средние поверхности разделены, и соедините их с помощью булевых инструментов
6	Проецирование (карты/обёртки) эскизов на непланарные (например, цилиндрические) грани	Используйте инструмент Кривые ЭскизНаПоверхности (Curves SketchOnSurface) в дополнительном Верстаке Кривые (Curves). Используйте инструмент Деталь ПроекцияНаПоверхность (Part ProjectionOnSurface)
7	Выбор части эскиза для выдавливания.	Выберите одну за другой все рёбра, образующие замкнутый контур, для выдавливания. Выберите рёбра из эскиза и создайте дополнительную ссылку или под-объектную связующую форму и выдавите этот новый объект. Выдавите полностью эскиз, расположенный на существующей грани модели в противоположном направлении (к существующей форме), так что создаются только новые грани. Затем можно выбрать эти грани по отдельности и выдавить их. Этот метод следует использовать с осторожностью, так как лишние 3D-операции могут привести к непредвиденным ошибкам. Поэтому рекомендуется использовать вышеуказанные обходные пути. Ссылка на ветку - используйте инструменты Экспорта Одиночной Геометрии и Экспорта Нескольких Геометрий или автоматическую Подобъектную Форму, созданные при выборе из эскиза рёбер, образующих замкнутый контур, перед выдавливанием.
8	Скругления и фаски, захватывают смежные грани/рёбра.	Сделайте скругление с чуть меньшим радиусом (например, 6,4999 вместо 6,5 мм). Моделируйте эти элементы непосредственно с помощью других операций, например ПроектнаяДеталь Вырезать, или сразу включайте их в эскизы.
9	Переменный радиус для инструмента ПроектнаяДеталь Скругление (PartDesign Fillet).	Используйте инструмент Деталь Скругление (Part Fillet), который поддерживает переменный радиус.
10	Параметрические кривые	Макрос 3D Параметрическая Кривая
11	Косметические резьбы	Добавьте косметические резьбы на листе Технического Чертежа (TechDraw) Моделируйте настоящие резьбы, для отверстий, которые могут быть созданы автоматически с помощью инструмента Отверстие.
12	Разбивка (разделение поверхностей и объемных объектов с помощью эскизов и опорных плоскостей при неизменном количестве частей)	Инструмент Булево Разделение - разделяет только поверхности с эскизами
13	Направляющие для Выдавить вдоль траектории и Выдавить по сечениям или их эквиваленты в Верстаке Деталь.	Дополнение Верстак CurvedShapes - CurvedArray или CurvedPathArray Дополнение Верстак Кривые (Curves) - GordonSurface или Pipeshell Верстак Поверхность (Surface) - Filling
14	Закручивание для ПроектнаяДеталь ПрофильПоТраектории (PartDesign AdditivePipe) или для Деталь ПрофильПоТраектории (Part Sweep).	ПроектнаяДеталь СпиральВыдавливания (PartDesign AdditiveHelix) (`pitch = высота * 360 / угол поворота`) Дополнение Верстак КривыеПоверхности (CurvedShapes) - CurvedArray Многосекционный режим в Выдавить вдоль траектории (Additive Pipe)
15	Гибка существующих деталей	Для элементов из листового металла: дополнение Верстак Листовой Металл (SheetMetal) - ЛистовойМеталл Добавить Гнутую Стенку (Add Fold Wall)
16	Шаблон вдоль кривой	Инструмент Набросок МассивПоТраектории (PathArray)
17	Область вырезания - инструменты вырезания, затрагивающие только выбранную часть модели	Изменить порядок операций и использовать булево вырезание для тел выдавливания.
18	Объединение смежных граней	Для граней Тела ПроектнойДетали: измените свойство Улучшить (Refine) последней Операции (Feature) на `true`, но, возможно, это не удалит все лишние грани. Для копланарных граней: используйте Набросок Апгрейд дважды, чтобы получить Набросок Ломаную, затем Набросок Даунгрейд ломанной, чтобы получить грань
20	Опорные точки по координатам	Базируйте опорные точки на существующей геометрии. Создавайте опорные точки в начале координат и затем изменяйте их Положение.
21	Инструмент для автоматического создания рёбер (структурных усилений)	Создайте рёбра вручную, для простых треугольных рёбер можно использовать клинья (Деталь Клин или ПроектнаяДеталь ВыдавитьКлин).
22	Инструмент для автоматического создания сводов/куполов	Создавайте купола вручную, для простых сферических куполов можно использовать сферы (Деталь Сфера или ПроектнаяДеталь ВыдавитьСферу) с правильно настроенными параметрами.
23	Растягивание граней до других граней (полезно, например, при получении средних поверхностей, как упоминалось выше)	Используйте инструмент Набросок Апгрейд на гранях, которые нужно продлить, растяните соответствующие грани с помощью Набросок Растянуть и воссоздайте грани с помощью Деталь Создать Грань.
24	Неоднозначные значения Деталь Булевы операции (возможность указать допуск для булевых объединений и других операций)	Дополнение Верстак Исключение Элементов
25	ПроектнаяДеталь Профиль по сечениям и ПроектнаяДеталь Профиль по траектории с возможностью использования открытого профиля в качестве первого или последнего сечения.	Различные подходы к моделированию, например, с использованием ПроектнаяДеталь Выдавливание.
26	Инструмент для кругового профиля заданного диаметра по выбранной траектории.	Нарисуйте круглый профиль вручную
27	Дополнительное отображение локальной системы координат для опорных плоскостей.	Прикрепите опорную систему координат к базовой плоскости, чтобы увидеть её локальную ориентацию

Обходные решения для верстака Набросок (Draft)

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
1	Привязка к очевидным пересечениям кривых рёбер, перпендикулярных продолжений, продолжений дуг, геометрических центров и точек касания	Используйте другие доступные инструменты Привязки в Наброске и более ручной подход к построению геометрии При работе на плоскости XY: создайте (временную) проекцию геометрии с помощью Набросок Shape2DView (2D Вид Формы).
2	Сочетания клавиш для инструментов Привязки в Наброске	Привязки можно активировать и деактивировать с помощью сочетаний клавиш, но только когда ни одно из полей ввода на панели задач не находится в фокусе (поэтому пользователь должен щёлкнуть в пустом месте панели задач, чтобы иметь возможность использовать сочетания клавиш для привязок)
3	Автоматическое изменение цвета объектов на 'нормальный' при удалении их из группы вспомогательной геометрии.	Переместите объекты на слой с правильными настройками цвета. Измените цвет вручную
4	Возможность быстрого переключения между тремя основными рабочими плоскостями и их проекциями на выбранную точку (для 3D-черчения)	Установите для рабочего вида Наброска значение Automatic - Автоматически, а затем выберите любой из стандартных видов: вид спереди, вид сверху и т. д. Используйте функцию Набросок Привязки - привязка к осям, а не к плоскостям. Используйте прокси рабочей плоскости.
5	Ввод в командную строку, подобный AutoCAD	Используйте виджеты FreeCAD или Python скрипты для ввода данных.
6	Штриховка региона, окружённого кривой/ломаной	Создайте грань (штриховка может быть применена только к объектам с плоскими гранями): В случае одиночного замкнутого контура: установите для свойства Make Face (Создать Грань) значение "true", а для режима отображения - "Wireframe - Каркас" Улучшите составные кривые два или три раза, пока не получите грань или один замкнутый контур (см. выше) Если кривые должны оставаться отдельными, но соединены между собой, создайте из них Подобъектную Связующую Форму. Обведите область с замкнутой кривой (не параметрическая)

Обходные решения для верстака Чертёж (TechDraw)

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
1	Сломанные и повёрнутые/удалённые виды сечений	Используйте инструмент Разрезать на части, чтобы физически разрезать модель, а затем создать её вид
2	Автоматический размер диаметра на виде сбоку	Добавьте символ диаметра вручную
3	Ручное добавление геометрии в созданные виды	Ограниченое количество косметических инструментов для работы с линиями в Аннотациях и Выносках. Создание стандартных видов и видов Наброска с эскизами и объектами из Наброска.
4	Затенённые (закрашенные) виды на чертежах	Разместите скриншоты модели на белом фоне на странице Чертежа
5	Размеры по ординате	Нет известного решения
6	Исключить рёбра из штриховки	В некоторых случаях может быть достаточно использовать первое из указанных здесь обходных решений и вручную создать сечение с пользовательской линией разреза.
7	Экспорт страниц Чертежа в формат PDF без преобразования текста из шаблона (контурный текст) в немаркируемый/непоисковый.	Экспортируйте страницу в формате SVG. Затем конвертируйте SVG в PDF с помощью, например, Inkscape или откройте SVG в веб-браузере, а затем сохраните или распечатайте в формате PDF.
8	Выбор рамкой объектов Чертежа	Выделите объекты вручную, один за другим (удерживая Ctrl)
9	Изменение стандартных видов и видов сечений с помощью инструментов эскиза	Ручное создание и изменение видов: Если необходимо изменить вид сечения, используйте инструмент Деталь Секционный разрез или булевы операции, чтобы разрезать деталь так же, как это было бы сделано инструментом вид сечения. Используйте инструмент Набросок Shape2DView (2D Вид Формы) для создания 2D линейного представления вида или сечения. Используйте инструменты Черчения с соответствующими привязками для изменения вида Используйте инструмент Набросок Draft2Sketch (Набросок в Эскииз), чтобы создать эскиз из объектов Наброска. Используйте инструмент Скетчер Проверить эскиз, чтобы убедиться, что в эскизе нет пропущенных совпадений точек, двойных линий и так далее (эти проблемы могут повлиять на выбор грани в ТехническомЧертеже) Используйте инструмент ТехническийЧертёж Вставить Вид, чтобы создать вид эскиза в ТехническомЧертеже.
10	Вспомогательные виды	Создайте стандартный вид с нужного направления взгляда. В этом могут помочь обходные пути для "Вид, нормальный к грани". Поверните и расположите вид так, как нужно.

Обходные решения для верстака FEM (МКЭ)

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
1	Балки с произвольным поперечным сечением.	Вручную отредактируйте входной файл и измените параметры сечения балки.
2	Распределённая нагрузка на балки	Force load (Силовая нагрузка)
3	Поддержка множественных сеток и, следовательно, возможность определения контакта между соприкасающимися (не разделёнными) гранями	Примените Деталь Объединить или Деталь Булево разделение к сборкам и включите небольшие зазоры, если вы хотите использовать контакт или ограничения связи.
4	Усовершенствованные модели материалов (гиперэластичность, ползучесть и т.д.)	Вручную отредактируйте входной файл и добавьте соответствующие ключевые слова для определения материала
5	Композитные оболочки	Вручную отредактируйте входной файл и измените определение сечения оболочки
6	Простое создание наборов узлов и элементов, а также поверхностей	Используйте наборы узлов и элементов, а также поверхности, созданные другими функциями (назначение материалов, граничные условия и т. д.)
7	Редактор ключевых слов CalculiX, позволяющий сворачивать строки данных и вносить изменения не только непосредственно перед выполнением анализа	Простой редактор, который может открыть .inp-файл перед запуском анализа, изменить синтаксис и сохранить изменения (доступ осуществляется с помощью кнопки Edit .inp file в окне МКЭ SolverControl (КонтрольРешателя)).
8	Сетка с шестигранными элементами	Создайте геометрию во FreeCAD, экспортируйте её для создания сетки во внешнее программное обеспечение (например, Gmsh или Salome_Meca), импортируйте сетку (например, в формате .inp или .unv), перетащите её в контейнер Analysis (Анализ) и наложите ограничения на геометрию.
9	Многоэтапные анализы (например, предварительная нагрузка для анализа частоты/прочности)	Подготовьте анализ с помощью первого шага, напишите файл .inp, отредактируйте его, добавив определения последующих шагов, и запустите анализ.
10	Выбор прямоугольной рамкой геометрических объектов для ограничений	Выберите геометрические объекты вручную, один за другим

Обходные решения для FreeCAD в целом

№	Недостающая возможность	Предлагаемое решение
2	Улучшенный внешний вид/рендеринг 3D-моделей	Ссылка на Ветку Рендеринг во внешних программах, таких как Blender
3	Последовательность выбора - некоторые инструменты требуют, чтобы пользователь сначала выбрал геометрический объект, в то время как другие позволяют выбрать его после включения инструмента	Нет известного решения
4	Больше возможностей настройки графического интерфейса - круговые меню, различные стили иконок, темы и т.д.	Различные пакеты настроек, созданные сообществом Ветка по ссылке
5	Расширенные инструменты выделения: выделение по углу, инвертирование выделения, выделение внутри граней и т. д.	Выбор вручную
6	Верстак Сборка с возможностью привязки деталей к началу координат и опорным элементам.	Нет известного решения
9	Больше возможностей для текстурирования	Нет известного решения
9	Выделите только отдельную функцию PartDesign в 3D виде, когда соответствующая операция выбрана в Дереве проекта.	Нет известного решения
10	Выбор только отдельного элемента ПроектнаяДеталь (PartDesign) в Дереве проекта, когда соответствующий элемент выбран в 3D виде.	Нет известного решения
11	Свободное моделирование	Моделировать сложные формы «традиционным» способом - например, с помощью дополнительных верстаков Curves (Кривые) и CurvedShapes (КривыеПоверхности). Создание скульптурных сеток, например, в Blender, и импорт их во FreeCAD
12	Генераторы и калькуляторы компонентов для сборки: болтовых и заклёпочных соединений, валов, шлицев, шпонок, кулачков, зубчатых колёс (цилиндрических, конических, червячных), подшипников, пружин, ремней и цепей, штифтов, уплотнительных колец	Верстак Fasteners (Крепёж) и Верстак FCGear (Шестерня), но расчеты не доступны ПроектнаяДеталь Мастер проектирования вала - основные расчёты для валов
13	Инструмент для кинематического анализа правильно ограниченных эскизов	Скрипты Python - пример
14	GD&T (англ.)(ГРиД - Геометрические размеры и допуски) непосредственно на 3D-моделях - Подход к MBD (англ.) Цифровому определению продукта (рус.)	Инструмент Набросок Аннотации

Информация о SEPA
Пожалуйста, настройте банковский перевод SEPA:
Beneficiary:	The FreeCAD project association
IBAN:	BE04 0019 2896 4531
BIC/SWIFT:	GEBABEBBXXX
Банковское агентство:	BNP Paribas Fortis
Адрес:	Rue de la Station 64, 1360 Perwez, Belgium

Donate

♥ Обычный спонсор

🥉 Бронзовый спонсор

🥈 Серебряный спонсор