Créer une simple pièce avec les ateliers Draft et Part

From FreeCAD Documentation
Jump to navigation Jump to search
This page is a translated version of the page Creating a simple part with Draft and Part WB and the translation is 100% complete.
Other languages:
Deutsch • ‎English • ‎français • ‎italiano • ‎polski
Freecad.svg Tutoriel
Thème
Modélisation
Niveau
Débutant
Temps d'exécution estimé
1.5 heures
Auteurs
heda
Version de FreeCAD
0.19 ou supérieure
Fichiers exemples
Voir aussi
Créer une simple pièce avec l'atelier Part, Créer une simple pièce avec l'atelier PartDesign

Introduction

Ce tutoriel a pour but d'être utilisé comme une première introduction à l'atelier Draft Switch DraftWorkbench.JPG dans FreeCAD. Le tutoriel utilise une forme 2D pour créer un solide 3D, ce dernier étant réalisé par le biais de l'atelier Part. Il est recommandé au lecteur de travailler d'abord avec le tutoriel frère Créer une simple pièce avec l'atelier Part, qui crée le même modèle avec une technique différente, tout en couvrant les bases de l'interface utilisateur de FreeCAD. Ce tutoriel s'attend à ce que l'utilisateur soit familiarisé avec l'interface utilisateur et certains flux de travail disponibles dans FreeCAD. Le tutoriel est composé de telle sorte que le but n'est pas nécessairement de montrer la manière la plus efficace d'utiliser le programme, mais plutôt de faire prendre conscience au lecteur des différentes fonctionnalités disponibles dans FreeCAD, comment les utiliser, et où les trouver.

Le tutoriel couvre

  • Le modèle à réaliser
  • Création du profil 2D
  • Pourquoi l'extrusion peut échouer
  • Extrusion du profilé
  • Création du trou traversant
  • Réalisation d'une esquisse à partir du profil 2D
  • Qualité des modèles
  • Conclusion

Le modèle à réaliser

GGTuto1 Vue.PNG
T101pwb01-02 dims.png

Création du profil 2D

Créez un nouveau document et enregistrez-le directement sous un nouveau nom. Changez la vue pour Std ViewTop.svg vue de dessus et passez à l'Workbench Draft.svg atelier Draft, votre écran devrait ressembler à celui ci-dessous. Si la grille n'apparaît pas, activez-la ou désactivez-la avec Draft ToggleGrid.svg. Draft Basculer la grille.

T101dwb01-01draftgrid.png

Pour commencer le profil, dessinez un Draft Rectangle.svg rectangle aléatoire sur le plan xy en cliquant sur 2 points dans la Vue 3D formant n'importe quelle diagonale d'un rectangle. Un panneau de tâches s'ouvre une fois la commande lancée. Cette fois, nous ne l'utiliserons pas du tout, mais vous pouvez bien sûr entrer directement les coordonnées du rectangle. Votre vue 3D devrait maintenant avoir un rectangle dessiné, similaire à l'image ci-dessous.

T101dwb01-02rectangleraw.png

Lorsque l'on travaille dans l'atelier Draft, on dessine presque toujours sur un plan 2D. Ce plan 2D est appelé plan de travail, et, si les paramètres par défaut sont utilisés, il s'alignera toujours automatiquement sur la vue 3D courante. Ainsi, jusqu'à ce que le profil 2D soit terminé, il est préférable de conserver simplement la vue du dessus (position de la caméra) et de ne pas jouer avec la rotation de la vue. Si vous l'avez modifiée, il vous suffit de revenir à la vue du dessus avant de lancer une nouvelle commande dans l'atelier Draft.

La vue latérale de notre modèle terminé a un contour extérieur de 100 x 50 mm, et il serait bien que le coin inférieur gauche soit placé à la position zéro globale. Ceci peut être réalisé par l'intermédiaire de l'éditeur de propriétés. Assurez-vous que le Rectangle créé est sélectionné, puis changez la Position du rectangle en (0, 0, 0), modifiez la Hauteur à 50 mm et la Longueur à 100 mm comme dans les images ci-dessous.

T101dwb01-03rectangleprops.png

Le rectangle est terminé et il devrait ressembler à ceci après avoir appliqué Std ViewFitAll.svg Tout afficher à la vue.

T101dwb01-04rectangledone.png

Ensuite, nous allons décomposer le rectangle en ses quatre bords, en sélectionnant d'abord le rectangle puis en lançant la commande Draft Downgrade.svg Draft Désagréger, la face remplie disparaîtra et l'objet dans l'arborescence est maintenant une polyligne au lieu d'un rectangle, comme le montre l'image de gauche ci-dessous. En lançant Draft Désagréger une fois de plus, la polyligne sera décomposée en ses bords, comme le montre l'image du milieu ci-dessous.

T101dwb01-05rectangledowngrade.png

L'observateur remarquera que l'icône de l'objet dans la vue en arborescence pour la polyligne s'est déjà transformée en une boîte bleue. Cette boîte bleue est l'icône utilisée pour les objets géométriques génériques (les objets géométriques de l'atelier Part pour être précis, mais cela est pour les lecteurs avancés). Sélectionnez le bord vertical gauche et lancez la commande Draft Upgrade.svg Draft Agréger, l'ancien bord aura maintenant une icône différente et a changé de label en Line. C'est maintenant un objet de l'atelier Draft où l'on peut modifier par exemple le point de départ et le point d'arrivée à travers l'éditeur de propriétés, ce qui n'est pas possible avec les objets arête.

Créer le congé

Commencez par sélectionner les bords du coin supérieur droit, utilisez le menu Edition → Sélection par boîte, Std BoxSelection.svg Sélection par boîte, maintenez le Mouse LMB.svg bouton gauche de la souris et faites glisser de droite à gauche et relâchez le bouton gauche de la souris. Lorsque l'on fait glisser de droite à gauche, la sélection résultante inclut tout ce qui se trouve entièrement ou partiellement dans la zone de sélection. Si l'on fait glisser de gauche à droite, seuls les objets entièrement compris dans la zone de sélection sont inclus dans la sélection résultante. La sélection réelle se produit lorsque le bouton gauche de la souris est relâché, et il n'y a pas d'aperçu de ce qui sera sélectionné.

T101dwb02-01filletboxselection.png

Avec les bords du coin supérieur droit sélectionnés, lancez la commande Draft Fillet.svg congé dans l'atelier Draft. Cochez la case Supprimer les objets originaux et modifiez le rayon à 20 mm et appuyez sur entrée.

T101dwb02-02fillettaskpanel.png

Le congé est créé et votre modèle devrait maintenant ressembler à ce qui suit.

T101dwb02-03filletdone.png

Créer le chanfrein

Pour réaliser le chanfrein, nous devons disposer d'une ligne avec la bonne inclinaison et aussi pouvoir la positionner correctement. Commençons par la position, qui est à la coordonnée (50, 50, 0). Dans le profil actuel, nous n'avons pas de point à cet endroit, alors créons-en un en faisant une ligne d'aide temporaire. Sélectionnez d'abord la ligne verticale gauche, puis créez la ligne d'aide en Std DuplicateSelection.svg Dupliquer une sélection dans Edition → Dupliquer la sélection, Ligne001 est créée. Utilisez l'éditeur de propriétés et déplacez la Ligne001 de 50 mm dans la direction x en utilisant la propriété Placement. Dupliquez ensuite l'arête horizontale inférieure et modifiez l'angle de l'arête à 30 degrés, en utilisant à nouveau la propriété Placement. Le modèle devrait maintenant ressembler à l'image ci-dessous.

T101dwb03-01chamferhelp.png

Ensuite, il faut déplacer la ligne angulaire en position. Pour cela nous utilisons Draft Move.svg Draft Déplacer ainsi que la fonctionnalité aimantation dans l'atelier Draft, plus spécifiquement l'aimantation terminaison. Assurez-vous d'abord que votre barre d'outils d'aimantation ressemble à celle ci-dessous.

T101pwb03-02 snap.png

Ensuite, sélectionnez la ligne angulaire, Edge001, appuyez sur Déplacer et un panneau de tâches s'ouvre.

T101dwb03-03 movetaskpanel.png

Assurez-vous que la case Copier n'est pas cochée. Passez la souris sur le quart supérieur de la ligne angulaire, une fois que le point blanc est affiché au bon endroit et que le symbole terminaison apparaît, cliquez sur le Mouse LMB.svg bouton gauche de la souris. Déplacez la souris vers le quart supérieur de la ligne d'aide, une fois que le point blanc et le symbole Terminaison apparaissent, cliquez sur le bouton gauche de la souris. La séquence est illustrée ci-dessous.

T101dwb03-04 moveline.png

La ligne est maintenant à la bonne position, mais elle est trop longue. Pour ajuster la longueur, Draft Trimex.svg Draft Ajuster ou prolonger sera utilisé. Sélectionnez la ligne angulaire, Edge001, appuyez sur Ajuster et cliquez ensuite sur la partie inférieure de la ligne verticale la plus à gauche, Line, pour l'utiliser comme arête d'ajustage. La projection du point où le bord d'ajustage est sélectionné sur le bord à couper, détermine le résultat. Si vous sélectionnez la ligne verticale la plus à gauche près de son extrémité supérieure, la mauvaise partie de la ligne angulaire sera coupée. L'image ci-dessous montre la commande Ajuster, la ligne verticale présélectionnée, et le curseur survolant la mauvaise extrémité de cette ligne. Si vous regardez attentivement, vous pouvez voir l'aperçu du résultat.

T101dwb03-05 trimline.png

Ajustez également la ligne verticale la plus à gauche pour former le coin inférieur du chanfrein. Sélectionnez la ligne angulaire, Edge001, près de son extrémité supérieure droite pour obtenir un résultat correct. Si vous faites une erreur en ajustant, utilisez simplement Std Undo.svg Annuler et Std Refresh.svg Rafraîchir (ce dernier est souvent appelé recompute) et réessayez.

T101dwb03-06 chamferlowercornerdone.png

Pour ajuster le bord supérieur horizontal, le congé doit être désagrégé de sorte que le bord supérieur soit son propre objet dans la vue en arborescence. Si vous tentez de l'ajuster sans avoir préalablement effectué le déclassement, la fonction d'ajustement tente d'ajuster l'arc dans le congé. Comme l'arête d'ajustement, la ligne verticale centrale, est perpendiculaire à l'arête à ajuster, vous ne pouvez pas contrôler le résultat de l'ajustement en choisissant un point correct sur l'arête d'ajustement. Dans ce cas, vous devez inverser la solution par défaut en maintenant la touche Alt enfoncée lorsque vous sélectionnez l'arête de coupe.

Le profil est prêt et montré ci-dessous avec les arêtes organisées dans un Std Group.svg groupe nommé Profile (ou étiqueté pour être précis dans le jargon de FreeCAD), avec la ligne d'aide supprimée. Les groupes peuvent être utilisés pour organiser les caractéristiques de vos documents FreeCAD, leur utilisation est similaire à une structure de dossiers sur le système de fichiers d'un ordinateur. Pour déplacer des éléments à l'intérieur et à l'extérieur d'un groupe, utilisez le glisser-déposer dans la vue en arborescence.

T101dwb03-07 profiledone.png

Pourquoi l'extrusion peut échouer

Enregistrez le document. Nous allons faire des expériences dans ce paragraphe et nous voulons pouvoir revenir au modèle en cours.

Allons-y : sélectionnez toutes les arêtes dans le groupe Profile, et dans l'Workbench Part.svg atelier Part lancez la commande Part Extrude.svg Extrusion. Un panneau de tâches s'ouvre, acceptez toutes les valeurs par défaut et cliquez sur OK.

T101dwb04-01 extrudelineserror.png

Cela n'a pas fonctionné, mais il semble assez facile de corriger l'erreur, nous devons juste spécifier une direction. Cliquez sur OK pour revenir au panneau des tâches et sélectionnez direction personnalisée.

T101dwb04-02 extrudelineszaxis.png

Acceptez l'axe z par défaut et cliquez une nouvelle fois sur OK.

T101dwb04-03 extrudelinessheets.png

Nous avons réussi à créer une structure ressemblant à une clôture, à en juger par la vue en arborescence, chaque bord est traité séparément. Ce n'est pas le solide rempli que nous voulons. Appuyez sur Annuler, et essayons autre chose.

En faisant défiler l'écran jusqu'en bas du panneau de tâches Extruder, il y a une option Créer le solide, cochez cette option et cliquez sur OK.

T101dwb04-04 extrudelinesfilled.png

Tout a disparu, manifestement cela n'a pas fonctionné non plus. Voyons pourquoi aucune de ces méthodes ne fonctionne. Dans le premier cas, nous avons reçu une erreur indiquant que la direction ne pouvait pas être déterminée. Une face plane a une normale, c'est-à-dire une direction, une ligne n'en a pas. Puisque nous savons, grâce à notre deuxième tentative, que cela a fonctionné en fournissant une direction, l'erreur vient simplement du fait que nous essayons d'extruder une ligne sans connaître de direction. L'observateur dira qu'un arc a une normale (direction), ce qui est vrai. Si vous sélectionnez uniquement l'arête qui constitue l'arc, FreeCAD l'extrudera, également avec les paramètres par défaut.

Dans le second cas, cela a fonctionné, mais nous avons également obtenu une extrusion pour chaque arête de notre sélection. Les caractéristiques résultantes ne sont cependant pas ce que nous voulons, c'est-à-dire un solide.

Dans le troisième cas, nous avons coché la case Créer le solide, et tout a disparu. Les objets dans la vue en arborescence ont également une icône différente, un point d'exclamation blanc sur un fond rouge, cette icône superposée particulière signifie que l'objet a une erreur qui doit être corrigée. Vous pouvez vous renseigner sur les différents types d'icônes de superposition du wiki.

En survolant l'un des objets de l'arborescence à l'aide de l'icône de superposition, une info-bulle s'affiche, indiquant que la polyligne n'est pas fermée

T101dwb04-05 extrudelineserrortooltip.png

Dans notre cas, l'erreur n'est pas réparable. Il est géométriquement impossible de créer un solide à partir d'une simple ligne extrudée. Une ligne extrudée devient simplement une feuille, ou coquille dans le jargon de FreeCAD. En d'autres termes, ce n'est pas une limitation de FreeCAD, c'est un résultat fondamental de la théorie géométrique. La raison pour laquelle la vue 3D devient complètement vide est que les éléments créés, ou les objets dans l'arborescence, ont des erreurs dans la forme produite, et ne contiennent donc rien à rendre. FreeCAD crée cependant les nouveaux objets du document (dans ce cas des extrusions) et cache donc toute géométrie/objet utilisé pour créer les nouveaux objets du document. C'est pourquoi l'écran devient vide lorsqu'on essaie de créer un solide à partir d'une ou plusieurs lignes.

L'astuce de l'outil dit tout, afin d'extruder dans un solide on a besoin d'une polyligne fermée, ou une face. Une face est, par définition, simplement une polyligne fermée qui est remplie. Une façon de créer une polyligne fermée à partir de nos bords de profil est de les sélectionner tous et d'appliquer Draft Upgrade.svg Draft Agréger. Si appliqué une fois, elle devient une polyligne, tout en consommant les arêtes individuelles de la vue en arborescence. Si appliqué deux fois, cela devient une face, l'un ou l'autre permettant une extrusion solide réussie.

Avant de passer au paragraphe suivant : ouvrez la version précédente du document.

Extrusion du profil

Une autre façon de créer le fil fermé est d'utiliser la commande Part Builder.svg Générateur de formes de l'atelier Part, qui permet de réaliser une polyligne sans consommer les arêtes individuelles. Le Part Générateur de formes est un outil puissant pour créer n'importe quelle entité géométrique dans FreeCAD qui peut être utilisée plus loin pour créer des solides complexes, l'exemple le plus simple est la création d'une ligne entre deux sommets. Cliquez sur Part Générateur de formes pour faire apparaître le panneau des tâches.

T101dwb05-01 shapebuildertaskpanel.png

On peut utiliser soit Fil à partir d'arêtes, soit Face à partir d'arêtes. Les sélections multiples doivent être faites avec la touche Ctrl enfoncée. Utilisons Face à partir d'arêtes, une fois que cette option est sélectionnée, on peut aussi sélectionner Planaire, faites-le aussi. Sélectionnez ensuite toutes les arêtes du profil, l'ordre n'a pas d'importance (dans ce cas) et cliquez sur Créer, puis sur Fermer pour revenir à la vue en arborescence. La face a été créée.

T101dwb05-02 shapebuilderfacedone.png

Sélectionnez la Face et lancez Part Extrusion, réglez la longueur de l'extrusion à 30 mm et cliquez sur OK.

T101dwb05-03 extrusiondone.png

Créer le trou traversant

Pour réaliser le trou traversant, nous avons besoin d'un cylindre correctement positionné pour effectuer une soustraction booléenne.

Créez un cylindre, et positionnez-le correctement. Dans ce cas, le rayon est de 5 mm, la hauteur est fixée à 60 mm. Pour le placement, il est d'abord tourné de -90 degrés autour de l'axe x, puis positionné à (65, -5, 15). Le 5 négatif dans la direction y est dû au fait que la hauteur est 10 mm plus longue que nécessaire.

T101dwb05-04 cylinderplaced.png

Il n'y a pas de mal à rendre la hauteur du cylindre plus longue que nécessaire. Pour un modèle simple comme celui-ci, il importe peu que le cylindre ait la hauteur exacte du profil. Il est cependant bon d'éviter les faces coplanaires pour éviter les erreurs numériques dans le noyau géométrique qui peuvent parfois entraîner des effets étranges, ou des échecs dans les opérations ultérieures.

Avec une dernière soustraction booléenne, et après avoir modifié l'apparence de l'objet résultant, le modèle est terminé.

T101dwb05-05 modelcomplete.png

Faire une esquisse à partir du profil 2D

L'utilisation de l'atelier Draft est une façon de créer un profil en 2D. Dans l'atelier Draft, une polyligne peut être réalisée dans un espace 3D. FreeCAD fournit un autre outil pour réaliser des profils 2D - l'Workbench Sketcher.svg atelier Sketcher. L'utilisation d'une esquisse est un moyen plus polyvalent de créer un profil 2D. Tout profil 2D créé dans l'atelier Draft peut être converti en une esquisse sans contrainte.

Commencez par masquer la fonction Soustraction et rendez visibles les bords du profil. Sélectionnez les bords et, dans l'atelier Draft, cliquez sur le bouton de la barre d'outils Draft Draft2Sketch.svg Draft vers Esquisse. Vous devriez voir la même chose que dans l'image ci-dessous.

T101dwb06-01 draft2sketch.png

Ensuite, cachez les bords d'origine et double-cliquez sur l'objet Sketch dans l'arborescence, ce qui vous amène à l'état suivant, le panneau des tâches de Sketcher est ouvert.

T101dwb06-02 sketchedit.png

Voici à quoi cela ressemble lorsque l'on édite une esquisse. Comme il ne s'agit pas d'un tutoriel sur l'utilisation de Sketcher, vous pouvez le fermer. Si vous souhaitez une introduction à l'esquisse, qui est un flux de travail essentiel dans toute CAO 3D paramétrique, veuillez suivre le tutoriel associé Créer une pièce simple avec PartDesign.

Une fois que l'esquisse est fermée et sélectionnée, utilisez Extruder de la même manière que précédemment dans l'atelier Part. Le bloc de base du modèle simple est à nouveau prêt.

T101dwb06-03 sketchextruded.png

Qualité des modèles

Tôt ou tard, lorsque vous travaillez avec la CAO paramétrique 3D, vous rencontrez un modèle cassé, qu'il s'agisse d'un modèle que vous avez créé vous-même ou d'un modèle que vous avez importé. Un modèle cassé peut fonctionner pour son objectif, mais le plus souvent, il y a des opérations ultérieures qui ne fonctionneront tout simplement pas. Pour réparer un modèle cassé, il faut savoir ce qu'il faut réparer, et c'est là qu'interviennent les outils de contrôle de qualité intégrés dans FreeCAD.

Tout d'abord, vérifions la qualité de la pièce Extrude001 récemment créée. Avec l'atelier Part actif, sélectionnez d'abord Extrude001 et utilisez ensuite la commande Part CheckGeometry.svg Vérifier la géométrie. Cochez toutes les cases des paramètres, sauf celle du haut, et cliquez sur le bouton Lancer la vérification.

T101dwb07-01 geocheck.png

Notre modèle est OK, aucune erreur n'est signalée. Il y a aussi une liste du contenu du modèle, ou dans le jargon de FreeCAD, le contenu de la forme, c'est à dire comment elle est constituée à partir de la base. Ici on peut voir qu'apparemment pour faire un solide il faut aussi une coque, et la coque est faite de faces, et ainsi de suite. En d'autres termes, on peut créer n'importe quel solide en commençant simplement par créer des points, ou sommets, à partir desquels on crée des arêtes, et à partir de celles-ci on crée des polylignes, et à partir des polylignes on crée des faces qui sont ensuite assemblées en une coque, à partir de laquelle on arrive finalement à un solide. Un solide ne peut être fabriqué qu'à partir d'une coque étanche. Une coque non étanche est une source fréquente de modèles CAO problématiques, cela peut par exemple se produire lors de l'importation de géométries créées dans un autre logiciel, surtout si l'on utilise les formats de fichiers neutres couramment disponibles.

Une autre vérification que l'on peut faire concerne l'esquisse. Fermez le panneau des tâches pour le contrôle de la géométrie. Sélectionnez l'esquisse, développez Extrude001 dans la vue en arborescence si nécessaire afin de voir l'objet de l'esquisse. Passez à l'Workbench Sketcher.svg atelier Sketcher, utilisez la commande Sketcher ValidateSketch.svg Valider l'esquisse..., un panneau de tâches s'ouvre. Dans le panneau des tâches, cliquez sur le bouton Trouver les Coïncidences manquantes. Il met en évidence et signale 6 d'entre elles, c'est-à-dire tous les points où les arêtes se rencontrent.

T101dwb07-02 sketchvalidate.png

Cliquez sur OK dans le dialogue contextuel, puis cliquez sur le bouton Réparer pour corriger les coïncidences manquantes. Si vous fermez le panneau des tâches, et que vous passez en mode édition de l'esquisse, celle-ci indique 12 degrés de liberté, au lieu de 24 précédemment. Ce résultat a été obtenu en ajoutant des contraintes coïncidentes aux extrémités des bords.

Le lecteur attentif remarquera que, lors de l'utilisation des arêtes de Draft, celles-ci doivent être jointes en une polyligne fermée pour former une extrusion solide, alors que dans Sketcher, cela n'est apparemment pas nécessaire. La logique ici est que l'esquisse est un objet, et l'extrusion d'un objet est traitée comme s'il s'agissait d'une polyligne fermée (dans ce cas).

Enfin, il convient de souligner que, bien que la création d'objets ultérieurs à partir d'esquisses avec des sommets ouverts puisse fonctionner, il est préférable de ne pas en avoir, et d'avoir une esquisse entièrement contrainte (par opposition à une esquisse sous-contrainte). La raison pour laquelle cela fonctionne ici est que l'esquisse est créée à partir d'un Draft profil construit de manière à ce que les points d'extrémité des arêtes correspondent sans aucun vide. Si vous dessinez à la main dans une esquisse et que vous essayez également de faire correspondre les points d'extrémité à la main, il est pratiquement garanti que les points d'extrémité ne correspondront pas, c'est-à-dire que les écarts (bien qu'ils ne soient pas vraiment visibles à l'écran) seront suffisamment importants pour que le noyau géométrique ne puisse pas considérer les arêtes comme étant géométriquement jointes.

Conclusion

Après avoir suivi le tutoriel, vous vous êtes familiarisé avec les fonctionnalités de base de FreeCAD, ainsi qu'avec les ateliers de base Part et Draft. Vous êtes également au courant de l'existence de l'atelier Sketcher, qui pour beaucoup d'utilisateurs expérimentés est le seul outil utilisé pour créer des profils 2D utilisés plus tard dans les opérations sur les solides. L'utilisation des esquisses est un concept fondamental de l'atelier PartDesign. Nous vous suggérons de vous familiariser avec les esquisses et l'atelier PartDesign si vous vous concentrez sur la création de solides. Le tutoriel frère Créer une pièce simple avec PartDesign fait le même modèle que ce tutoriel. Si votre objectif est de modéliser des bâtiments, votre prochain apprentissage devrait être les ateliers Draft et Arch.

Enfin, FreeCAD est réalisé par des volontaires pendant leur temps libre. Si vous voulez faire progresser les possibilités de FreeCAD, pensez à contribuer à FreeCAD, par exemple en améliorant la documentation.