Atelier PartDesign
L' atelier PartDesign fournit des outils avancés pour la modélisation de pièces complexes et solides et est basé sur une méthodologie d'édition de fonctions. Il est étroitement lié à l' atelier d'esquisse.
Concepts de base
Méthodologie d'édition de fonctions
Alors que l'atelier Part et d'autres ateliers FreeCAD construisent des modèles en combinant des formes, l'atelier PartDesign utilise des fonctions. Une fonction est une opération qui modifie la forme d'un modèle.
La première fonction est communément appellée la fonction de base. Au fur et à mesure que de nouvelles fonctions sont ajoutées au modèle, chaque fonction prends la forme de la fonction précédente et ajoute ou enlève de la matière, créant des dépendances directes d'une fonction à la suivante. Cette méthodologie imite un procédé de fabrication typique : un bloc est coupé sur un côté, puis sur un autre côté, des trous sont percés, puis des congés appliqués, etc.
Toutes les fonctions sont listées de façon séquentielle dans l'arborescence Modèle et peuvent être modifiées en tout temps, avec la dernière fonction représentant la pièce finale.
Les fonctions peuvent être classées selon différentes catégories :
- Basés sur profil : ces fonctions partent d'un profil pour définir la forme de la matière à ajouter ou enlever. Le profile consistera en une esquisse, une face plane de la géométrie existante (un profil sera extrait de ses arêtes), ou un objet Draft qui aura préalablement été inclut dans le corps actif.
- Additive : ajoute de la matière au modèle existant. Les fonctions additives ont des icônes de couleur jaune.
- Soustractive : enlève de la matière du modèle existant. Les fonctions soustractives ont des icônes de couleurs rouge et bleu.
- Basée sur primitive : basée sur des primitives géométriques (cube, cylindre, cône, tore...). Elles peuvent être additives ou soustractives.
- Fonctions de transformation : elles appliquent une transformation à des fonctions existantes (symétrie, répétition linéaire ou circulaire, transformation multiple).
- Habillage : ces fonctions appliquent un traitement à des arêtes ou des faces, tels que des arrondis/congés, chanfreins ou dépouilles.
- De procédure : peut être dit de fonctions qui ne sont pas basées sur des profils, comme les fonctions de transformation et d'habillage.
Corps
Le Corps est un conteneur qui groupe une séquence de fonctions formant un solide unique.
Tutoriels
Seulement pour une version de développement de FreeCAD qui n'est pas actuellement disponible en tant que binaire ou installateur :
Lorsqu'un modèle est créé dans l'atelier PartDesign, chaque fonction adopte la forme de la fonction précédente et ajoute ou enlève de la matière, créant des dépendances linéaires de fonction en fonction au fur et à mesure que le modèle est créé. Par conséquent, une fonction Cavité n'est pas seulement la découpe du trou lui-même, mais la pièce en entier intégrant la cavité. Lorsqu'une nouvelle fonction est ajoutée au modèle, FreeCAD bascule la visibilité des fonctions antérieures. L'utilisateur ne devrait garder que le tout dernier objet (fonction) visible dans l'arborescence de l'onglet Modèle, sinon les étapes précédentes se superposeront l'une sur l'autre, et les cavités seront remplies par les fonctions précédentes qui n'étaient pas encore percées par ces cavités.
Pour basculer la visibilité d'un objet de visible à caché, le sélectionner dans l'arborescence puis appuyer sur la barre d'espacement. Habituellement, tous les objets sauf le dernier dans l'arborescence devraient être grisés et donc invisibles dans la vue 3D.
Qu'est-ce qu'un solide unique contigu ? Il s'agit d'un objet comme une pièce coulée ou usinée à partir d'un bloc de métal. Si l'objet contient des clous, des vis, de la colle ou de la soudure, ce n'est pas un solide unique contigu. Par exemple, PartDesign ne sera pas utilisé pour modéliser une chaise en bois, mais le sera pour en modéliser les composantes (pattes, lattes, siège, etc.). Les composantes seront ensuite réunies à l'aide de L'atelier d'Assemblage (à venir), l'atelier Pièce ou encore l'atelier Draft.
It is possible to temporarily redefine the tip to a feature in the middle of the Body tree to insert new objects (features, sketches or datum geometry). It is also possible to reorder objects under a Body, or to move them to a different Body. Select the object and right-click to get a contextual menu that will offer both options. The operation may be prevented if the object has dependencies in the source Body, such as being attached to a face. To move a sketch to another Body, it should not contain links to external geometry.
Datum Geometry
Datum geometry consists of custom planes, lines, points or externally linked shapes. They can be created for use as reference by sketches and features. There is a multitude of attachment possibilities for datums.
Cross-referencing
It is possible to cross-reference elements from a body in another body via datums. For example the datum shape binder allows to copy over faces from a body as reference in another one. This should make it easy to build a box with fitting cover in two different bodies. FreeCAD helps you to not accidentally link to other bodies and queries your intent.
Attachment
Object attachment is not a specific PartDesign tool, but rather a Part utility introduced in v0.17 that can be found in the Part menu. It is heavily used in the PartDesign workbench to attach sketches and reference geometry to the standard planes and axes of the Body. Very extensive ways of creating datum points, lines and planes are available. Optional attachment offset parameters make this tool very versatile.
More info can be found in the Attachment page.
Advice for creating stable models
The idea of parametric modeling implies that you can change the values of certain parameters and subsequent steps are changed according to the new values. However, when severe changes are made, the model can break. Compared to previous FreeCAD versions breaking can be minimized when you respect the following design principles:
- Basically, you need to stop mapping sketches to faces - entirely! Place your sketches on standard planes, or on custom datum planes.
- When creating datum geometry, do not base it on the part topology, base it on standard planes/axes and/or sketches.
- Use a "master sketch". That is a preferably not too complicated sketch which contains basic geometric elements of your model. These elements can be referenced when modeling subsequent features. Such a master sketch will often be the first sketch in the Body but it doesn't have to be; in fact you don't even have to use it at all for anything else but being referenced.
- If you inevitably have to reference an intermediate feature, e.g. the result of a thickness operation, use the first reference possible in the list of subsequent features where the referenced geometric element occurs. From FreeCAD 0.17 on you don't have to use the latest feature. If you take an early feature as reference, all changes to intermediate steps won't break your model.
The Tools
The Part Design tools are all located in the Part Design menu and the PartDesign toolbar that appear when you load the Part Design workbench.
Part Design Helper tools
- Create body: Creates a Body in the active document and makes it active.
- Create sketch: creates a new sketch on a selected face or plane. If no face is selected while this tool is executed, the user is prompted to select a plane from the Tasks panel. The interface then switches to the Sketcher_Workbench in sketch editing mode.
- Edit sketch: Edit the selected Sketch.
- Map sketch to face: Maps a sketch to a previously selected plane or a face of the active body.
Part Design Modeling tools
Datum tools
- Create a datum point: creates a datum point in the active body.
- Create a datum line: creates a datum line in the active body.
- Create a datum plane: creates a datum plane in the active body.
- Create a shape binder: creates a shape binder in the active body.
- Create a clone: creates a clone of the selected body.
Additive tools
These are tools for creating base features or adding material to an existing solid body.
- Pad: extrudes a solid from a selected sketch.
- Revolution: creates a solid by revolving a sketch around an axis. The sketch must form a closed profile.
- Additive loft: creates a solid by making a transition between two or more sketches.
- Additive pipe: creates a solid by sweeping one or more sketches along an open or closed path.
- Create an additive primitive: adds an additive primitive to the active body.
- Additive box: creates an additive box.
- Additive cone: creates an additive cone.
- Additive cylinder: creates an additive cylinder.
- Additive ellipsoid: creates an additive ellipsoid.
- Additive prism: creates an additive prism.
- Additive sphere: creates an additive sphere.
- Additive torus: creates an additive torus.
- Additive wedge: creates an additive wedge.
Subtractive tools
These are tools for subtracting material from an existing body.
- Pocket: creates a pocket from a selected sketch.
- Hole: creates a hole feature from a selected sketch. The sketch must contain one or multiple circles.
- Groove: creates a groove by revolving a sketch around an axis.
- Subtractive loft: creates a solid shape by making a transition between two or more sketches and subtracts it from the active body.
- Subtractive pipe: creates a solid shape by sweeping one or more sketches along an open or closed path and subtracts it from the active body.
- Create a subtractive primitive: adds a subtractive primitive to the active body.
- Subtractive box: adds a subtractive box to the active body.
- Subtractive cone: adds a subtractive cone to the active body.
- Subtractive cylinder: adds a subtractive cylinder to the active body.
- Subtractive ellipsoid: adds a subtractive ellipsoid to the active body.
- Subtractive prism: adds a subtractive prism to the active body.
- Subtractive sphere: adds a subtractive sphere to the active body.
- Subtractive torus: adds a subtractive torus to the active body.
- Subtractive wedge: adds a subtractive wedge to the active body.
Transformation tools
These are tools for transforming existing features. They will allow you to choose which features to transform.
- Mirrored: mirrors one or more features on a plane or face.
- Linear Pattern: creates a linear pattern based on one or more features.
- Polar Pattern: creates a polar pattern of one or more features.
- Create MultiTransform: creates a pattern with any combination of the other transformations.
Dress-up tools
These tools apply a treatment to the selected edges or faces.
- Fillet: fillets (rounds) edges of the active body.
- Chamfer: chamfers edges of the active body.
- Draft: applies and angular draft to faces of the active body.
- Thickness: creates a thick shell from the active body and opens selected face(s).
Boolean
- Boolean operation: imports one or more Bodies or PartDesign Clones into the active body and applies a Boolean operation.
Extras
Some additional functionality found in the Part Design menu:
- Migrate: migrates files created with older FreeCAD versions. If the file is pure PartDesign feature-based, migration should succeed. If the file contains mixed Part/Part Design/Draft objects, the conversion will most likely fail.
- Shaft design wizard: Generates a shaft from a table of values and allows to analyze forces and moments. The shaft is made with a revolved sketch that can be edited.
- Involute gear: creates an involute gear profile that can be used by a Pad.
Contextual Menu tools
- Set tip: redefines the tip, which is the feature exposed outside of the Body.
- Move object to other body: moves the select sketch, datum geometry or feature to another Body.
- Move object after other object: allows reordering of the Body tree by moving the selected sketch, datum geometry or feature after another object in the Body.
Tutorials
- PartDesign Bearingholder Tutorial I (needs updating)
- PartDesign Bearingholder Tutorial II (needs updating)
- PartDesign tutorial (needs updating)
- Basic Part Design Tutorial (needs updating)
Links
- What's new in PartDesign Next
- Updated PartDesign workflow
- FC v0.17dev: Part Design Next Usecases and Best practices
- Sandbox:Part Design Next