Whiffleball-Anleitung
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 eine grüne Farbe auswählen; auch den Wert von Line Width (Linienbreite) auf2.0
ändern. - 5.2.
Quader
, den größeren Würfel, in der Baumansicht auswählen. Im Reiter Ansicht den Wert von Transparency (Transparenz) auf70
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 fürX
,Y
undZ
auf1
,0
und0
in den entsprechenden Eingabefeldern der Achse) und Angle (Winkel) auf90 °
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 Menüeintrag Bearbeiten → Auswahl duplizieren. Dies erstelltZylinder002
. - 8.2. Den Dialog Positionierung öffnen.
- 8.3. X auf
-60 mm
und Y zurück auf0 mm
ändern. - 8.4. Unter Drehung
Rotationsachse mit Winkel
einstellen; Y-Achse festlegen und Angle (Winkel) auf90 °
ändern. - 8.5. Die Schaltfläche OK drücken, um den Dialog zu schließen.
Ändern der visuellen Eigenschaften
9. The previous operations create three cylinders that intersect with each other, and also intersect the cubes. To visualize this better we can modify the View properties in the property editor.
- 9.1. Select
Cube001
, the smaller cube, in the tree view, and change the transparency. In the View tab, change the value of Transparency to70
. - 9.2. Select
Cylinder
, in the View tab, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a red color. - 9.3. Select
Cylinder001
, in the View tab, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a blue color. - 9.4. Select
Cylinder002
, in the View tab, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a pink color. - 9.5. Select the three cylinders, in the View tab also change the value of Line Width to
2.0
.
Solid cylinders that intersect themselves and the solid cubes.
Verschmelzen und Schneiden
10. In the tree view, select Cube001
(the inner, smaller cube), and the tree cylinders, then press Fuse. This will create a Fusion
object.
11. Then perform a boolean cut of the Cube
(larger cube) and the new Fusion
object.
- 11.1. In the tree view select
Cube
first, and thenFusion
. - 11.2. Then press Cut. This will create a
Cut
object. - Note: the order in which you select the objects is important for the cut operation. The base object is selected first, and the subtracting object comes at the end.
- 11.3. If the colors look strange, select the new
Cut
object, go to the View tab, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a gray color; also change the value of Line Width to2.0
.
Hohle Form, hergestellt durch Schneiden eines Würfels und dreier Zylinder aus einem größeren Würfel.
Einfügen von Grundelementwürfeln, um die Ecken des Teilkörpers zu schneiden
Now we'll create more cubes that will be used as cutting tools to trim the corners of the previously obtained Cut
object.
12. Click on Box.
- 12.1. Select
Cube002
in the tree view, and change the dimensions and placement. - 12.2. Change Length to
140 mm
. - 12.3. Change Width to
112 mm
. - 12.4. Change Height to
112 mm
. - 12.5. Open the Placement dialog.
- 12.6. Change X to
-70 mm
. - 12.7. Change Y to
-56 mm
. - 12.8. Change Z to
-56 mm
. - 12.9. Press OK.
13. Click on Box.
- 13.1. Select
Cube003
in the tree view, and change the dimensions and placement. - 13.2. Change Length to
180 mm
. - 13.3. Change Width to
180 mm
. - 13.4. Change Height to
180 mm
. - 13.5. Open the Placement dialog.
- 13.6. Change X to
-90 mm
. - 13.7. Change Y to
-90 mm
. - 13.8. Change Z to
-90 mm
. - 13.9. Press OK.
We'll duplicate the previous two objects again to use once more as cutting objects.
14. Select only Cube002
in the tree view, and go to Edit → Duplicate selection. This will create Cube004
.
15. Select only Cube003
in the tree view, and go to Edit → Duplicate selection. This will create Cube005
.
16. To visualize this better we can modify the View properties in the property editor.
- 16.1. Select the
Cut
object, in the View tab, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a blue color. - 16.2. Select all new cubes,
Cube002
,Cube003
,Cube004
, andCube005
, in the View tab, change the value of Transparency to80
.
Additional external cubes that will be used as cutting objects for the internal solid.
Schneiden der Ecken 1
17. In the tree view select Cube002
and Cube003
.
- 17.1. Open the Placement dialog.
- 17.2. Tick the option Apply incremental changes; notice that all Translation values are reset to zeroes.
- 17.3. Change the Rotation to
Rotation axis with angle
; Axis toX
, and Angle to45 deg
, then click on Apply. This will apply a rotation around the X-axis, and will reset the Angle field to zero. - 17.4. Change the Rotation again, now Axis to
Z
, and Angle to45 deg
, then click on Apply. This will apply a rotation around the local Z-axis, and will reset the Angle field to zero. - 17.5. Click on OK to close the dialog.
18. In the tree view de-select the objects; then select Cube003
first, the bigger cube, and then Cube002
, the smaller cube.
- 18.1. Then press Cut. This will create
Cut001
. This is a hollowed body which intersects the initialCut
only at certain corners.
19. To visualize this better we can modify the View properties in the property editor.
- 19.1. Select
Cube004
andCube005
, in the View tab, then change the value of Visibility tofalse
, or press Space in the keyboard. - 19.2. Select
Cut001
, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a red color; also change the value of Transparency to90
.
A rotated, hollowed solid, which will be used as a cutting object for some corners of the internal solid.
Schneiden der Ecken 2
20. In the tree view select Cut001
, in the View tab, change the value of Visibility to false
, or press Space in the keyboard.
21. In the tree view select Cube004
and Cube005
, in the View tab, change the value of Visibility to true
, or press Space in the keyboard.
- 21.1. Open the Placement dialog.
- 21.2. Tick the option Apply incremental changes; notice that all Translation values are reset to zeroes.
- 21.3. Change the Rotation to
Rotation axis with angle
; Axis toX
, and Angle to45 deg
, then click on Apply. This will apply a rotation around the X-axis, and will reset theAngle
field to zero. - 21.4. Change the Rotation again, now Axis to
Z
, and Angle to-45 deg
, then click on Apply. This will apply a rotation around the local Z-axis, and will reset the Angle field to zero. - 21.5. Click on OK to close the dialog.
22. In the tree view de-select the objects; then select Cube005
first, the bigger cube, and then Cube004
, the smaller cube.
- 22.1. Then press Cut. This will create
Cut002
. This is a hollowed body which intersects the initialCut
only at certain corners.
23. To visualize this better we can modify the View properties in the property editor.
- 23.1. Select
Cut002
, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a pink color; also change the value of Transparency to90
.
Ein gedrehter ausgehöhlter Volumenkörper, der als Beschnittobjekt für einige Ecken des inneren Volumenkörpers verwendet wird.
Fertigstellung des Modells
24. Make sure all objects are visible. In the tree view select all objects, in the View tab, change the value of Visibility to true
, or press Space in the keyboard.
The internal hollowed solid, together with the external objects which will be used to cut it.
25. In the tree view de-select the objects; then select Cut
first, and then Cut001
.
- 25.1. Then press Cut. This will create
Cut003
.
The internal hollowed solid, cut by Cut001
.
26. In the tree view de-select the objects; then select Cut003
first, and then Cut002
.
- 26.1. Then press Cut. This will create
Cut004
. This is the final object. - 26.2. Select
Cut004
, click on the Shape Color value to open the Select color dialog, then choose a green color; also change the value of Line Width to2.0
.
The internal hollowed solid, cut by Cut001
and Cut002
. Final model.
27. Real objects don't have perfectly sharp edges or corners, so applying a fillet to the edges can be done to refine the model.
- 27.1. In the tree view, select
Cut004
then press Fillet. - 27.2. In the Fillet edges task panel go to Selection, choose Select edges, and then press All. As Fillet type choose
Constant radius
, then set Radius to1 mm
. - 24.3. Press OK. This will create a
Fillet
object. - 27.4. In the View tab, change the value of Line Width to
2.0
.
Final whiffle ball model with fillets applied to the edges.
- Grundkörper: Würfel, Kegel, Zylinder, Kugel, Torus, Grundkörper, Shapebuilder
- Objekte ändern: Boolesche Operationen, Vereinigung, Schnitt, Ausschneiden, Join features, Connect, Embed, Cutout
- Aufteilungswerkzeuge: Boolesche Fragmente, Slice a part, Slice, XOR, Part Defeaturing
- Verbund: Erzeuge Verbund, Verbund auflösen, Compound Filter; Extrudieren, Kanten abrunden, Drehen, Schnitt, Schnitte..., Abschrägen, Spiegelung, Ruled Surface, Sweep, Loft
- Offset-Werkzeuge: 3D Offset, 2D Offset, Dicke, Projection on surface
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzlicher Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Programmeinstellungen, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, Hilf FreeCAD, Spende
- Hilfe: Tutorien, Video Tutorien
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, CAM, Draft, FEM, Inspection, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework