Part Module/ja

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FreeCADのCAD機能はOpenCasCadeカーネルをその基礎としています。FreeCADはパートモジュールによってOpenCasCadeオブジェクトとその機能へのアクセス・利用を行なっています。OpenCascadeはプロフェッショナル用のCADカーネルでその機能は3D形状操作、3D形状オブジェクトに特化しています。メッシュモジュール のオブジェクトと異なりパートオブジェクトはより複雑で、明確なブーリアン演算、変更履歴、パラメトリックな動作などのより高度な処理が可能です。


FreeCADでのパート形状の例

ツール

パートモジュールツールは全てパートモジュールを読み込んだ時点で表示されるPartメニューにあります。

Template:Part Tools

ブーリアン演算

An example of union (Fuse), intersection (Common) and difference (Cut)
An example of union (Fuse), intersection (Common) and difference (Cut)

結合(ヒューズ)、交差(共通部分)、差(カット)の一例

概念の説明

OpenCasCadeにおける用語では幾何プリミティブと(位相)シェイプは明確に区別されます。幾何プリミティブとは点、ライン、円、平面、それにB-スプライン曲線や曲面などのより複雑なタイプのものです。シェイプは頂点、エッジ、ワイヤー、面、ソリッド、それに他のシェイプの合成物です。幾何プリミティブは3Dシーン上に直接表示されることはありませんがシェイプの形状を作成するためには重要な役割を果たします。例えばエッジははラインまたは円の一部から作成されます。

つまり幾何プリミティブとは"形のない"構成単位であり、シェイプはその上に作られた実際の空間的な形状であると言えるでしょう。

その完全なリストを入手したい場合はOCCドキュメント(あるいはsourcearchive.com)を参照し、 Geom_*(幾何プリミティブの場合)とTopoDS_*(シェイプの場合)を検索してください。幾何オブジェクトとシェイプの違いについてより詳しい説明を読むことができます。残念なことに公式のOCCドキュメントはオンラインで利用することができず(アーカイブをダウンロードしなければなりません)、またそのほとんどがプログラマー向けのものでエンドユーザーに向けたものではないことに注意してください。ただしこれから始めるために必要な情報についてはここで十分確認することができるはずです。

実のところ幾何オブジェクトは大きく二つに分けることができます。カーブとサーフェスです。カーブ(ライン、円・・・)からはエッジを直接的に作成でき、サーフェス(平面、円筒・・・)からはフェイスを作成できます。例えば幾何プリミティブのラインは無限の長さを持ちます。つまり基底ベクトルと方向ベクトルによって定義されているのです。しかしそのシェイプ表現は始点と終点によって長さを制限されなければなりません。同様に直方体 -- ソリッド -- は六つの制限つき平面によって作成されます。

エッジやフェイスからはその対となる幾何プリミティブに戻ることもできます。

このようにしてシェイプから非常に複雑なパーツを作成したり、逆に複雑なシェイプからそれを構成するサブシェイプを全て抜き出したりすることが可能になっているのです。

We could say, to resume, that geometry primitive are "shapeless" building blocks, and shapes are the real spatial geometry built on it.

To get a complete list of all of them refer to the OCC documentation (Alternative: sourcearchive.com) and search for Geom_* (for geometry) and TopoDS_* (for shapes). There you can also read more about the differences between geometric objects and shapes. Please note that unfortunately the official OCC documentation is not available online (you must download an archive) and is mostly aimed at programmers, not at end-users. But hopefully you'll find enough information to get started here.

The geometric types actually can be divided into two major groups: curves and surfaces. Out of the curves (line, circle, ...) you can directly build an edge, out of the surfaces (plane, cylinder, ...) a face can be built. For example, the geometric primitive line is unlimited, i.e. it is defined by a base vector and a direction vector while its shape representation must be something limited by a start and end point. And a box -- a solid -- can be created by six limited planes.

From an edge or face you can also go back to its geometric primitive counterpart.

Thus, out of shapes you can build very complex parts or, the other way round, extract all sub-shapes a more complex shape is made of.

Scripting

The main data structure used in the Part module is the BRep data type from OpenCascade. Almost all contents and object types of the Part module are now available to python scripting. This includes geometric primitives, such as Line and Circle (or Arc), and the whole range of TopoShapes, like Vertexes, Edges, Wires, Faces, Solids and Compounds. For each of those objects, several creation methods exist, and for some of them, especially the TopoShapes, advanced operations like boolean union/difference/intersection are also available. Explore the contents of the Part module, as described in the FreeCAD Scripting Basics page, to know more.

Examples

To create a line element switch to the Python console and type in:

import Part,PartGui 
doc=App.newDocument()  
l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)
doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape() 
doc.recompute()

Let's go through the above python example step by step:

import Part,PartGui
doc=App.newDocument()

loads the Part module and creates a new document

l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)

Line is actually a line segment, hence the start and endpoint.

doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape()

This adds a Part object type to the document and assigns the shape representation of the line segment to the 'Shape' property of the added object. It is important to understand here that we used a geometric primitive (the Part.LineSegment) to create a TopoShape out of it (the toShape() method). Only Shapes can be added to the document. In FreeCAD, geometry primitives are used as "building structures" for Shapes.

doc.recompute()

Updates the document. This also prepares the visual representation of the new part object.

Note that a Line Segment can be created by specifying its start and endpoint directly in the constructor, for example Part.LineSegment(point1,point2), or we can create a default line and set its properties afterwards, as we did here.

A circle can be created in a similar way:

import Part
doc = App.activeDocument()
c = Part.Circle() 
c.Radius=10.0  
f = doc.addObject("Part::Feature", "Circle")
f.Shape = c.toShape()
doc.recompute()

Note again, we used the circle (geometry primitive) to construct a shape out of it. We can of course still access our construction geometry afterwards, by doing:

s = f.Shape
e = s.Edges[0]
c = e.Curve

Here we take the shape of our object f, then we take its list of edges. In this case there will be only one because we made the whole shape out of a single circle, so we take only the first item of the Edges list, and we takes its curve. Every Edge has a Curve, which is the geometry primitive it is based on.

Head to the Topological data scripting page if you would like to know more.

Tutorials

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