FreeCAD Tutorial – Podstawy modelowania 3D – #86

freecad tutorial

FreeCAD – Podstawy modelowania 3D


FreeCAD jest darmowym oprogramowaniem, rozpowszechnianym na licencji Open Source. Oznacza to, że każdy może korzystać z tego systemu CAD 3D bez żadnych ograniczeń. Nawet w firmie, do zastosowań komercyjnych. Bez obawy o kontrolę legalności licencji.


Szkolenie FreeCAD dla początkujących!


Jeżeli system CAD potrzebny jest sporadycznie i stwierdziłeś, że wydawanie kilku lub kilkunastu tysięcy złotych w tym momencie nie przyniesie ze sobą zysków i korzyści to warto sprawdzić FreeCAD.

Rozwiązanie to może się sprawdzić doskonale w przypadku firm usługowych, korzystających głównie z systemu CAM i pracujących na dokumentacji z zewnątrz. Gdzie potrzeba utworzenia modelu 3D pojawia się dosyć rzadko, ale mimo wszystko od czasu do czasu występuje.

Nie przedłużając, rozpocznijmy podstawowe szkolenie FreeCAD.


FreeCAD domyślnie uruchomi się ze strona startową. Aby zacząć modelowanie wybieramy Projektowanie części z sekcji Utwórz nowy projekt lub klikamy przycisk Utwórz nowy pusty dokument (Plik | Nowy)  i z menu rozwijalnego wybieramy moduł Part Design.

Rozpoczniemy od naszkicowania prostokąta. Aby utworzyć szkic klikamy przycisk Utwórz nowy szkic.

Kolejny krok to wybór płaszczyzny szkicu.

Wybieramy płaszczyznę XY i klikamy OK.

Zauważ, że na czas szkicowania przełączyliśmy się do środowiska Sketcher. Aby narysować prostokąt wybierz przycisk Utwórz prostokąt na szkicu (R).

Narysujmy dowolny prostokąt.

Polecenie rysowania prostokąta jest nadal aktywne. Klikając prawy przycisk myszy w obszarze roboczym wyłączamy aktywne polecenie i możemy przejść dalej.

Jeżeli przypadkiem obrócimy szkic i nie będzie widoczny tak jak na powyższym rysunku, tylko podobnie jak na poniższym rysunku.

A chcemy go ustawić w widoku z góry kliknij przycisk Ustaw widok z góry.

A jeżeli wyjdziemy z trybu szkicowania, a chcielibyśmy edytować istniejący szkic. Wybieramy zakładkę Model z panelu po prawej stronie. W razie potrzeby rozwijamy drzewko z nazwą pliku (w tym przypadku Nienazwany1) i klikamy dwukrotnie lewym przyciskiem myszy na szkic, który chcemy edytować lub klikamy prawym przyciskiem i z menu wybieramy Edycja szkicu.

Te informacje mogą się przydać jak dopiero zaczynamy pracę z FreeCAD a rysunek gdzieś nam „ucieknie” albo się obróci, albo jak przypadkiem wyjdziemy ze szkicu.

Po utworzeniu pierwszej bryły omówię sposoby nawigacji. Jak obracać, przybliżać bryłę itp.

Mamy szkic, ale nie jest on w ogóle zorientowany względem początku układu współrzędnych i nie jest zwymiarowany.

Na początku ustawimy szkic symetrycznie względem osi XY.

Z wciśniętym klawiszem Ctrl zaznacz dwa wierzchołki leżące po lewej i prawej stronie osi Y (na tym samum boku prostokąta) i oś Y.

Następnie wybierz wiązanie symetrii.

Powtórz to dla wierzchołków leżących poniżej i powyżej osi X.

Teraz możemy zwymiarować prostokąt.

Wymiarowanie we FreeCAD działa tak, że najpierw możemy wybrać cechę lub odległość, którą chcemy zwymiarować, a następnie rodzaj wymiaru. Albo najpierw rodzaj wymiaru, a dopiero potem wskazujemy to, co chcemy zwymiarować.

Wybierz wymiar poziomy.

Następnie zaznacz górny bok prostokąta lub dwa wierzchołki leżąca na końcach tego boku.

Pojawi się okienko, w którym wpisujemy wartość wymiaru. W polu Długość wpisz  300. Opcjonalnie możemy nazwać ten wymiar.

Następnie wybierz wymiar pionowy do zwymiarowania pionowego boku prostokąta.

Pojawi się takie samo okienko jak poprzednio i w polu Długość wpisz 200.

Mamy narysowany prostokąt o wymiarach 300 x 200, którego środek jest w początku układu współrzędnych.

Możemy zakończyć szkicowanie. Z panelu po prawej stronie okna kliknij przycisk Zamknij.

 

Wyciągnięcie szkicu

Narysowany prostokąt wykorzystamy do utworzenia bryły poprzez wyciągnięcie szkicu. Jednak zanim to zrobimy jeszcze kilka kwestii, które mogą ułatwić nawigowanie.

Może się zdarzyć, że szkic gdzieś się „schowa”. Możemy użyć rolki myszki do przybliżania i oddalania, ale to nie da nam pewności, że odnajdziemy szkic. Łatwiejszym sposobem jest wykorzystanie opcji Dopasuj rozmiar do okna. Znajduje się ona pod przyciskiem pokazanym na poniższym rysunku.

Teraz geometrie się odnalazły, ale może okazać się, że są pokazane w dosyć „dziwnym” ułożeniu.

Znacznie wygodniej byłoby pracować, gdybyśmy na geometrie 2D patrzyli w widoku od góry. Jest na to łatwy sposób. Wystarczy wybrać opcję Ustaw widok z góry.

Powinniśmy otrzymać taki widok jak na rysunku poniżej.

Aby dodać wyciągnięcie szkicu musimy pamiętać aby być w środowisku Part Design. Kiedy na przykład zamknęliśmy FreeCAD i otwieramy plik ponownie, środowisko mogło się przełączyć na Start.

Jak już jesteśmy w środowisku Part Design, to aby utworzyć bryłę za pomocą wyciągnięcia szkicu wybieramy opcję Wyciągnij wybrany szkic poprzez kliknięcie na przycisk pokazany na poniższym rysunku.

Możemy też dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na szkic (tak, aby cały był zaznaczony na zielono).

A następnie, z panelu po lewej stronie możemy wybrać opcję Wyciągnij.

Przycisk Wyciągnij wybrany szkic, też wymaga zaznaczenia, ale na razie mamy tylko jedną geometrię, więc FreeCAD automatycznie wykrył to, co chcemy wyciągnąć.

W panelu po lewej stronie pojawiły się Parametry wyciągnięcia.

Jako Długość wpiszmy 30 mm i kliknijmy OK. Możemy też zaakceptować klikając klawisz Enter na klawiaturze.

Gdybyśmy jednak coś źle wpisali i byłaby potrzeba edycji operacji wyciągnięcia, to w panelu po lewej stronie, w zakładce Model, rozwijamy aktualny plik.

Klikamy prawym przyciskiem myszy na Pad (oznaczające wyciągnięcie) i z menu wybieramy opcję Edytuj wyciągnięcie.

Tym sposobem wiemy już jak dodać wyciągnięcie szkicu i jak je edytować.

 

Nawigacja – obracanie, przesuwanie itp.

Mamy już pierwszą bryłę zamodelowaną we FreeCAD. Na razie jest to prostopadłościan. I na jego podstawie powiem o nawigacji we FreeCAD.

Pierwsza rzecz, to to, że możemy wybrać jeden ze stylów nawigacji.

Klikając prawym przyciskiem myszy w obszarze roboczym pojawi się menu ze stylami nawigacji. Mi najbardziej pasuje styl Blender i ten styl przedstawię.

Kręcąc rolką możemy przybliżać i oddalać model. Wciskając rolkę (albo środkowy przycisk myszy) możemy obracać model.

Mając wciśnięta rolkę i przytrzymując klawisz Shift możemy przesuwać model.

Pomocne będą też widoki, których przyciski dostępne są w menu głównym.

Lub w menu Widok | Widoki standardowe.

Myślę, że na początek te informacje wystarczą i możemy przejść dalej.

 

Kieszeń

W tym wpisie pokażę jak wykonać kieszeń i jak dodać geometrię na modelu, która posłuży do wykonania kieszeni.

Na początku musimy utworzyć nowy szkic. Możemy najpierw zaznaczyć ściankę, na której chcemy utworzyć szkic, a następnie wybrać opcję Utwórz nowy szkic lub najpierw wybrać opcję Utwórz nowy szkic, a następnie wskazać ściankę, na której chcemy utworzyć szkic.

Następnie narysujmy dowolny prostokąt.

Zakładamy, że chcemy aby kieszeń była odsunięta od każdego boku prostokąta o 25 mm. W tym momencie kieszeń możemy wymiarować tylko względem osi układu współrzędnych. Znamy wymiary prostopadłościanu, więc byłoby to łatwe, aby odpowiednio zwymiarować kieszeń.

Jednak jest okazja, aby pokazać działanie kolejnej funkcji – Utwórz krawędź związaną z zewnętrzną geometrią.

Po wybraniu tej funkcji, możemy wskazać krawędzie, które wykorzystamy jako referencje w aktualnym szkicu. Wybierz tę funkcję i wskaż długie boki prostokąta.

Teraz możemy wymiarować względem wyodrębnionych punktów.

Dodaj wymiary jak na poniższym rysunku.

Po dodaniu wymiarów, zamknij szkic. Wybierz opcję Utwórz kieszeń z wybranego szkicu.

W panelu po lewej stronie jako Typ wybierz Wymiar, a w polu Długość wpisz  10 mm.

Tym sposobem otrzymaliśmy kieszeń ze szkicu.

 

Otwory ze szkicu

Teraz, w naszym modelu wykonamy otwory. Dodajmy nowy szkic na górnej ściance. Narysuj cztery dowolne otwory w narożnikach modelu, podobnie jak na poniższym rysunku.

Aby odpowiednio zorientować otwory, moglibyśmy wymiarować każdy otwór względem początku układu współrzędnych.

Ale jest na to szybszy sposób i okazja aby poznać nowe funkcje. Otwory leżące wzdłuż długich boków, możemy wyrównać względem siebie, za pomocą wiązania poziomego, tak aby leżały na tej samej linii.

Z klawiszem Ctrl zaznacz dwa punkty odpowiadające środkom otworów i wybierz opcję Utwórz więz poziomy na wybranym elemencie.

Powtórz to samo dla otworów leżących wzdłuż dolnej krawędzi.

Dla otworów leżących wzdłuż krótkich boków prostokąta wykorzystaj opcję wiązania pionowego. Z klawiszem Ctrl zaznacz dwa środki okręgów leżących z lewej strony i użyj opcji Utwórz więz pionowy na wybranym elemencie.

Powtórz to dla otworów leżących wzdłuż prawej krawędzi.

Otwory są już częściowo zorientowane względem siebie. Teraz musimy zwymiarować je względem krawędzi modelu.

Wykorzystaj opcję Utwórz krawędź związaną z zewnętrzną geometrią aby skonwertować do szkicu dwie krawędzie modelu.

Dodajmy teraz wymiary, tak aby środki otworów były odsunięte po 12 mm od krawędzi. I wykorzystując opcję Ustalenie promienia okręgu lub łuku zwymiarujmy promień jednego z okręgów. Przyjmijmy średnicę  fi 9 mm, więc promień będzie miał 4,5 mm.

Mamy zwymiarowany tylko jeden okrąg. Co z pozostałymi?

Z klawiszem Ctrl zaznacz cztery okręgi, a następnie użyj opcji Utworzyć ograniczenie równości między dwie linie, okręgi lub łuki.

Szkic już jest kompletny. Możemy teraz dodać otwory w modelu na podstawie szkicu. Na początku wykorzystajmy do tego celu opcję Utwórz kieszeń z wybranego szkicu.

W panelu po lewej stronie jako Typ wybierz Przez wszystkie i kliknij OK.

Dodajmy nowy szkic. Narysujmy okręgi o średnicy 15 mm, których środki będą się pokrywały z okręgami o średnicy 9 mm. Czyli pomocna będzie opcja Utwórz krawędź związaną z zewnętrzną geometrią, która pozwoli na skonwertowanie do istniejącego szkicu referencji czterech poprzednich okręgów.

Dzięki temu, narysowanie kolejnych czterech otworów będzie łatwiejsze. Wybierzmy opcję rysowania okręgu i jako środek okręgu, wskażmy środki mniejszych okręgów. Dzięki temu, że są skonwertowane do szkicu, zrobimy to bez problemu. Następnie zwymiarujemy jeden okrąg. Określmy jego promień na 7,5 mm i wykorzystując wiązanie równości, zrównajmy wszystkie okręgi.

Zamknijmy szkic i dodajmy operację kieszeni. Jako Typ wybierzmy Wymiar, a jako Długość wpiszmy  8 mm.

Jest to jeden ze sposobów wykonywania tego typu otworów. Inny sposób to wykorzystanie do tego celu odpowiedniej funkcji.

 

Otwory automatyczne

Poprzednio pokazałem jak dodać otwory za pomocą szkicowania okręgów i operacji wyciągnięcia szkicu. Jest na to też inny sposób. We FreeCAD jest to opcja Utwórz otwór z wybranego szkicu, a w innych systemach CAD występuje to jako Kreator otworów. W tym przykładzie dodamy takie otwory jakie poprzednio dodawaliśmy za pomocą wyciągnięcia szkicu. A później dokładniej omówię Kreator otworów FreeCAD.

Zanim dodamy otwory z kreatora, musimy usunąć albo wygasić otwory, które dodaliśmy poprzednio. Aby usunąć otwory, przejdźmy do zakładki Model w panelu po prawej stronie.

Z wciśniętym klawiszem Ctrl zaznaczamy dwie ostatnie operacje (domyślenie nazwane Pocket001 i Pocket002) i naciskamy klawisz Delete. Pojawi się okienko z zapytaniem.

Akceptujemy wybór poprzez kliknięcie Tak.

Jest też sposób aby pozostawić te otwory. Możemy wygasić te operacje i przenieść się do momentu sprzed dodania tych otworów.

Aby to zrobić klikamy prawym przyciskiem myszy na operacji przed otworami i wybieramy opcję Ustaw czubek.

Spowoduje to wygaszenie wszystkich operacji poniżej tej wskazanej.

Aby skorzystać z opcji Utwórz otwory z wybranego szkicu, jak sama nazwa wskazuje, potrzebujemy szkicu. Najłatwiej będzie dodać 4 punkty odsunięte po 12 mm od krawędzi prostokąta (chociaż same punkty nie wystarczą, ale o tym za chwilę).

Dodajmy nowy szkic na górnej ściance.

Wybierzmy opcję Utwórz punkt na szkicu i dodajmy 4 punkty w narożach modelu.

Dla punktów leżących wzdłuż długich boków, dodajmy więzy poziome.

Dla punktów leżących wzdłuż krótkich boków, dodajmy więzy pionowe.

Dodajmy teraz więzy symetrii dla punktów pomiędzy osiami X i Y. Z wciśniętym klawiszem Ctrl zaznaczamy dwa punkty i oś, względem której mają być położone symetrycznie.

Zanim przejdziemy do wymiarowania, musimy jeszcze skonwertować jakąś krawędź prostokąta do szkicu, aby było odniesienie do zaczepienia wymiaru.

Wybierzmy opcję Utwórz krawędź związaną z zewnętrzną geometrią i wskażmy krawędź modelu.

Dodajmy dwa wymiary, poziomy i pionowy, aby dokładnie określić położenie wszystkich punktów.

Dzięki wiązaniom nie musimy dodawać więcej wymiarów. Każdy punkt jest odsunięty po 12 mm od sąsiadujących z nim krawędzi.

Same punkty nie wystarczą do automatycznego utworzenie otworów, wykorzystajmy je jako środki okręgów i narysujmy cztery, dowolne okręgi (byleby ich środki pokrywały się z tymi punktami).

Moglibyśmy rysować od razu okręgi, ale rysowanie punktów jest szybsze i rysunki są bardziej czytelne.

Zamknijmy szkic i wybierzmy opcję Utwórz otwór z wybranego szkicu.

W panelu po lewej stronie uzupełnimy parametry jak na rysunku poniżej.

I klikamy OK aby dodać otwory o powyższych wymiarach.

Po zaakceptowaniu otrzymamy otwory jak na rysunku poniżej.

Za pomocą tego kreatora otworów możemy też dodawać otwory gwintowane. Musimy wtedy wybrać odpowiednią opcję z parametru Profil. W parametrze Rozmiar określamy wymiar gwintu, w parametrze Głębokość określamy głębokość otworu. Wybierając Przez wszystkie dla parametru Głębokość, otwór zostanie wykonany przelotowo, a wybierając opcję Wymiar możemy wpisać głębokość otworu w okienku obok. Może jeszcze kiedyś do tego wrócimy. Ten wpis miał na celu głównie pokazanie, że we FreeCAD jest coś takiego i jak z tym zacząć.

 

Zaokrąglenia i fazy

Dodajmy do naszego modelu zaokrąglenia i fazki na krawędziach.

Z wciśniętym klawiszem Ctrl zaznacz cztery pionowe linie kieszeni i wybierz opcję Utwórz zaokrąglenia na krawędzi, powierzchni lub bryle.

W okienku po prawej stronie określamy wartość promienia. Wpiszmy 20 mm i klikamy OK.

Otrzymamy coś takiego jak na rysunku poniżej.

Dodamy teraz promienie dla górnej i dolnej krawędzi kieszeni. W celu łatwiejszego wskazywania krawędzi możemy przełączyć się do widoku szkieletowego.

W menu głównym, rozwiń opcję Styl rysowania i wybierz Szkielet.

W tym widoku o wiele łatwiej i szybciej zaznacza się krawędzie. Zaznacz dolną i górną krawędź kieszeni.

Dodaj zaokrąglenie 5 mm i przełącz Styl rysowania na pierwszą opcję, Tak jak jest.

Dodajmy teraz fazki dla wybranych krawędzi. Z wciśniętym klawiszem Ctrl zaznacz krawędzie jak na poniższym rysunku i wybierz opcję Sfazuj wybrane krawędzie obiektu.

Wymiar fazy określmy na 5 mm i klikamy OK.

Otrzymamy:

Dla krawędzi zaznaczonych na poniższym rysunku dodajmy sfazowanie o wartości 1 mm.

Otrzymamy:

No i model jest już gotowy. Przeszliśmy przez podstawowe zagadnienia związane z modelowanie prostych części. Poznane opcje powinny już pozwolić na samodzielne utworzenie prostych modeli.

Pokażę jeszcze jak wyeksportować to do formatu STEP, aby można było to otworzyć w innych systemie, np. Alphacam.

W zakładce Model, w okienku po lewej stronie, musimy zaznaczyć ostatnią operację.

Następnie wybieramy Plik | Esportuj. W okienku, które się pojawi określamy nazwę pliki i wybieramy typ pliki do jakiego chcemy to wyeksportować (proponuję STEP with colors) i klikamy zapisz.

Teraz ten plik możemy otworzyć w innym systemie obsługującym pliki STEP.

One thought on “FreeCAD Tutorial – Podstawy modelowania 3D – #86

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *