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Vorwort

FreeCAD ist eine parametrische 3D Modellierungssoftware und hauptsächlich für mechanisches Konstruieren ausgelegt. FreeCAD unterstützt aber auch alle anderen Anwendungen, bei denen 3D Objekte präzise und kontrolliert, mit einer Historie versehen modelliert werden müssen.

FreeCAD befindet sich seit 2002 in der Entwicklung und bietet einen großen Funktionsumfang. Für kommerzielle Anwendungen fehlen noch einige Funktionen. Für den Hobbygebrauch und für kleinere Betriebe ist es aber leistungsfähig genug.

Eine schnell wachsende Gemeinschaft begeisterter Anwender ist im FreeCAD Forum aktiv. Dort sind viele Beispiele aus Qualitätsprojekten zu finden, die mit FreeCAD erstellt wurden. Siehe auch FreeCAD Verwendung in der Produktion.

Um zu wachsen, neue Funktionen zu erhalten und Fehler zu beheben ist FreeCAD wie alle freien Software-Projekte auf seine Gemeinschaft angewiesen. Vergiss das nicht, wenn du FreeCAD nutzt! Wenn du magst, kannst du spenden, und FreeCAD z.B. beim Schreiben von Dokumentationen und Übersetzen auf verschiedene Weise helfen.

Siehe auch:

Einrichtung

Beginne damit, FreeCAD herunter zu laden und zu installieren. Für Informationen zu aktuellen Versionen und Installationsanweisungen für dein Betriebssystem lese die Seiten Herunterladen, (Windows, Linux oder Mac). Es gibt fertige Installationspakete für Windows (.msi), Debian und Ubuntu (.deb), openSUSE (.rpm) und Mac OSX. FreeCAD ist über die Paketmanager vieler anderer Linux Distributionen verfügbar. Eine eigenständige, ausführbare AppImage Datei ist ebenfalls verfügbar, die auf den meisten aktuellen 64-Bit-Linux-Systemen läuft. Da FreeCAD Open-Source ist, kannst du den Quellcode herunterladen und kompilieren.

Erkunden der Oberfläche

FreeCAD interface base divisions.svg

Die Standard FreeCAD Oberfläche

Vollständige Erklärung der Oberfläche.

1. Der Hauptansichtsbereich der verschiedene Registerkartenfenster enthalten kann, hauptsächlich die 3D Ansicht.
2. Die 3D Ansicht, zeigt die geometrischen Objekte im Dokument an.
3. Die Baumansicht (Teil der Combo Ansicht), die die Hierarchie und Konstruktionshistorie von Objekten im Dokument anzeigt; es kann auch das Aufgabenfenster für aktive Befehle anzeigen.
4. Der Eigenschaftseditor (Teil der Comboansicht), die das Anzeigen und Ändern von Eigenschaften der ausgewählten Objekte ermöglicht.
5. Die Auswahlansicht, die die Objekte oder Unterelemente von Objekten (Ecken, Kanten, Flächen) anzeigt, die ausgewählt werden.
6. Die Berichtansicht (oder Ausgabefenster), in dem Meldungen, Warnungen und Fehler ausgegeben wird.
7. Die Python Konsole, in der alle ausgeführten Befehle ausgegeben werden und in der Python Code eingegeben werden kann.
8. Die Statusleiste, in der einige Meldungen und Werkzeugtipps erscheinen.
9. Der Werkzeugleistenbereich, in dem die Werkzeugleisten angedockt sind.
10. Der Arbeitsbereichsselektor, mit dem der aktive Arbeitsbereich ausgewählt wird.
11. Das Standardmenü, das die grundlegenden Funktionen des Programms enthält.

Das Hauptkonzept der FreeCAD Oberfläche besteht darin, dass sie in Arbeitsbereiche unterteilt ist. Ein Arbeitsbereich ist eine Sammlung von Werkzeugen, die für eine bestimmte Aufgabe angepasst wurden, wie z.B. das Arbeiten mit Polygonnetzen (mesh) oder das Zeichnen von 2D Objekten oder das Arbeiten mit beschränkten Skizzen. Der aktuelle Arbeitsbereich kann mit dem Arbeitsbereich Wähler gewechselt werden. Die in jedem Arbeitsbereich enthaltenen Werkzeuge können individuell angepasst werden. Werkzeuge von anderen Arbeitsbereichen und auch selbst erstellte Makros können hinzugefügt werden. Meistens wird mit dem Arbeitsbereich PartDesign und /oder Arbeitsbereich Part begonnen.

Wenn du FreeCAD zum ersten Mal startest, wird dir Startseite dargeboten. So sieht sie für die Version 0.18 aus:

Start center 0.18 screenshot.jpg

Die Startseite ermöglicht es dir, schnell zu einer der gebräuchlichsten Arbeitsbereiche zu springen, eine der letzten Dateien zu öffnen oder die neuesten Nachrichten aus der FreeCAD Welt zu sehen. Du kannst den Standard Arbeitsbereich in den Einstellungen ändern.

Navigieren im 3D Raum

FreeCAD bietet vier verschiedene Navigationsmodi, die sich durch die Art und Weise der Objektinteraktion in der Ansicht und der 3D Ansicht unterscheiden. Einer dieser Modi ist speziell für Touchpads ausgelegt, bei dem die mittlere Maustaste nicht genutzt wird. Die nachstehende Tabelle beschreibt den standardmäßig eingestellten Modus CAD Navigation (Sie können den aktuellen Navigationsmodus über das Menü umschalten, das Sie durch einen Rechtsklick in einen leeren Bereich erhalten):

Es stehen mehrere Ansichtsvoreinstellungen (beispielsweise Draufsicht, Frontansicht, usw.) im Ansichtsmenü, auf der Ansichtssymbolleiste und über Tastenkürzel (1, 2, usw.) zur Verfügung. Mit einem Rechtsklick auf ein Objekt oder den Leerbereich der Ansicht steht ein schneller Zugriff auf allgemeine Vorgänge zur Verfügung, beispielsweise um eine bestimmte Ansicht oder ein Objekt in der Baumansicht auszuwählen.

Erste Schritte mit FreeCAD

Das Hauptaugenmerk von FreeCAD besteht darin, Ihnen zu ermöglichen, hochpräzise 3D Modelle zu erstellen, deren Eigenschaften Sie weiterhin genau kontrollieren (durch die Möglichkeit, in der Modellhistorie zurück zu gehen, und Parameter anpassen zu können) und gegebenenfalls auch die Fertigung dieser Modelle (mittels 3D Druck, CNC Fräsen oder sogar bei Bauwerken). Es unterscheidet sich daher sehr von einigen anderen 3D Anwendungen, die für andere Einsatzzwecke wie z.B. Erstellen von Animationsfilmen oder Spielen programmiert wurden. Die Lernkurve von FreeCAD kann sehr steil sein, besonders wenn es Ihr erster Kontakt mit dem 3D Modellieren ist. Falls Sie an einigen Stellen nicht mehr weiter kommen, vergessen Sie nicht, dass es eine freundliche Community von Nutzern unter FreeCAD forum gibt, welche Ihnen schnell weiter helfen kann.

Welchen Arbeitsbereich du in FreeCAD anfängst zu verwenden, hängt von der Art der Arbeit ab, die du erledigen musst: Wenn du an mechanischen Modellen arbeitest oder ganz allgemein an Miniaturobjekten arbeitest, dann wirst du wahrscheinlich den Arbeitsbereich PartDesign verwenden wollen. Wenn du in 2D arbeiten möchtest, dann wechsle zum Entwurf Arbeitsbereich oder zum Skizzierer Arbeitsbereich wenn du Beschränkungen benötigst. Wenn du Gebäudedatenmodellierung machen möchtest, starte den Arch Arbeitsbereich. Und wenn du aus der OpenSCAD Welt kommst, versuche den OpenSCAD Arbeitsbereich. Es gibt auch viele von der Gemeinschaft entwickelte,verfügbare Externe Arbeitsbereiche.

Sie können den Arbeitsbereich jederzeit wechseln und modifizieren, um beispielsweise Werkzeuge anderer Arbeitsbereiche einzufügen.

Arbeiten mit den PartDesign und Skizzierer Arbeitsbereichen

Der Arbeitsbereich PartDesign wurde für das Erstellen von komplexen Objekten entwickelt. Beginnend mit einfachen Grundkörpern können beliebige andere Körper hinzugefügt oder ausgeschnitten werden ("Merkmale" genannt), bis das Modell der eigenen Vorstellung entspricht. Alle dabei verwendeten Merkmale werden im Modellbaum angezeigt. Man kann sich das mit PartDesign erstellte Objekt als eine Folge von Operationen vorstellen, die sich auf das Ergebnisobjekt der jeweils letzten Operation beziehen und somit eine lange Kette bilden. Im Modellbaum ist das fertige Objekt zu sehen, doch die Hierarchie kann aufgeklappt werden, um vorherige Zustände abzurufen oder die Parameter der Merkmale und Operationen nachträglich zu verändern, wobei das Endergebnis automatisch aktualisiert wird.

Der Arbeitsbereich PartDesign verwendet dabei viele der Funktionen und Werkzeuge des Arbeitsbereichs Sketcher. Der Sketcher erlaubt es Ihnen zweidimensionale Formen zu zeichnen, die durch wählbare Beschränkungen und Maße definiert werden. Man kann beispielsweise ein Rechteck zeichnen und eine Seitenlänge mit einer Distanzbeschränkung festlegen. Diese Seite kann danach nur noch durch eine Modifikation der Beschränkung verändert werden.

Solche mit dem Sketcher erstellen 2D-Formen werden vielfach im PartDesign verwendet, z.B. um dreidimensionale Volumenkörper zu erstellen oder auch um Bereiche einer Oberfläche für eine geplante Vertiefung zu markieren. So sieht die übliche Vorgehensweise im Arbeitsbereich PartDesign aus:

  1. Erstelle eine neuen Skizze
  2. Zeichne einer geschlossenen Form (alle Punkte müssen verbunden sein)
  3. Schließe die Skizze
  4. Erweitere Skizze mit dem Werkzeug Aufpolsterung PartDesign Pad.svg in einen 3D-Volumenkörper
  5. Wähle eine der Seiten des Körpers aus
  6. Erstelle eine zweite Skizze auf dieser Oberfläche
  7. Zeichne eine geschlossene Form
  8. Schließe die Skizze
  9. Füge eine Tasche PartDesign Pocket.svg der zweiten Skizze auf dem ersten Objekt ein.

Das Ergebnis dieser Prozedur könnte beispielsweise wie folgt aussehen:

Partdesign example.jpg

Die Skizzen können jederzeit ausgewählt und geändert werden, wobei das Endergebnis automatisch aktualisiert wird. Dasselbe gilt auch für die Einstellungen der Operationen Aufpolsterung und Tasche.

Arbeiten mit den Arbeitsbereichen Draft und Arch

Die Arbeitsbereiche Draft und Arch verhalten sich etwas anders als die zuvor beschriebenen Arbeitsbereiche, obwohl sie denselben Regeln folgen, die überall in FreeCAD gelten. Kurz gesagt: Während die Arbeitsbereiche Sketcher und PartDesign für die Konstruktion von einzelnen komplexen Objekten ausgelegt sind, wurden Draft und Arch darauf optimiert, die Arbeit mit vielen einfachen Objekten gleichzeitig zu erleichtern.

Der Arbeitsbereich Draft bietet 2D-Werkzeuge, wie sie auch in klassischen CAD-Programmen (z.B. AutoCAD) zu finden sind. Da das Erstellen von 2D-Zeichnungen jedoch nicht zum eigentlichen Aufgabenbereich von FreeCAD gehört, sollte hierbei keine solch große Auswahl an Werkzeugen wie bei kommerziellen Alternativen erwartet werden. Die meisten der dabei verfügbaren Werkzeuge funktionieren nicht nur in 2D-Ebenen, sondern auch im 3D-Raum und profitieren dabei von hilfreichen Funktionen wie Ebene markieren und Draft Snap.

Der Arbeitsbereich Arch fügt eine Umgebung für BIM in FreeCAD ein. Dies erlaubt das Erstellen architektonischer Modelle aus parametrischen Objekten. Der Arbeitsbereich Arch basiert umfangreich auf anderen Arbeitsbereichen wie Draft oder Sketcher. Alle Werkzeuge von Draft sind auch in Arch zu finden und die meisten Werkzeuge von Arch nutzen das Hilfssystem von Draft.

Eine typische Vorgehensweise mit Arch und Draft könnte sein:

  1. Zeichnen einiger Linien mit dem Linienwerkzeug von Draft
  2. Auswahl der einzelnen Linien und Umwandlung in eine Wand mit dem Werkzeug Wand
  3. Verbinden der Wände durch Auswahl und einen Klick auf Add
  4. Erstellen eines Bodens und Einfügen der Wände in dieses Boden-Objekt (im Modellbaum)
  5. Erstellen eines Gebäudes und Einfügen des Bodens in dieses Gebäude-Objekt (im Modellbaum)
  6. Einfügen eines Fensters durch Anklicken des Werkzeugs Fenster, Auswahl der Voreinstellung und anschließende Auswahl einer Wand
  7. Bemaßen des Objekts, indem zuerst eine Arbeitsebene festgelegt wird und dann das Werkzeug Abmessung verwendet wird

Das Ergebnis könnte folgendermaßen aussehen:

Arch workflow example.jpg

Mehr dazu auf der Seite Tutorials.

Erweiterungen, Makros und externe Arbeitsbereiche

Freecad bietet als Open-Source-Software die Möglichkeit, seine Arbeitsbereiche mit Erweiterungen zu ergänzen.

Das Prinzip Erweiterungen basiert auf der Entwicklung eines Arbeitsbereich Ergänzung. Jeder Benutzer kann eine Funktion entwickeln, die er für seine eigenen Bedürfnisse oder letztlich für die Gemeinschaft für vermisst hält. Mit dem Forum kann der Benutzer eine Meinung, Hilfe im Forum einholen. Es kann, oder auch nicht, das Objekt seiner Entwicklung nach den Regeln des Urheberrechts zu definieren. Frei für ihn/sie. Für die Entwicklung stehen dem Anwender scripting Funktionen zur Verfügung.

Es gibt zwei Arten von Erweiterungen:

  1. Makros: kurze Schnipsel des Python Code, die ein neues Werkzeug oder eine neue Funktionalität bereitstellen. Makros beginnen üblicherweise als ein Weg, die Aufgabe des Zeichnens oder Bearbeitens eines bestimmten Objekts zu vereinfachen oder zu automatisieren. Wenn viele dieser Makros in einem Verzeichnis gesammelt werden, kann das gesamte Verzeichnis als neuer Arbeitsbereich verteilt werden.
  2. Externe Arbeitsbereiche: Sammlungen von Werkzeugen, die in Python oder C++ programmiert sind und FreeCAD in einer wichtigen Weise erweitern. Wenn ein Arbeitsbereich ausreichend entwickelt und gut dokumentiert ist, kann sie als eine der Basis Arbeitsbereiche in FreeCAD integriert werden. Unter Arbeitsbereiche finden Sie das Prinzip und eine Liste der vorhandenen Bibliothek.

Skriptsprache

Und schließlich ist eine der leistungsfähigsten Funktionen von FreeCAD die scripting Umgebung. Von der integrierten Python-Konsole (oder von jedem anderen externen Python Skript) aus kann auf fast jeden Teil von FreeCAD zugegriffen, Geometrien erstellt oder geändert werden, die Darstellung dieser Objekte in der 3D Szene geändert oder auf die FreeCAD Oberfläche zugegriffen und diese modifiziert werden. Python Skriptsprache kann auch in Makros verwendet werden, die eine einfache Methode zur Erstellung benutzerdefinierter Befehle bietet.

Was neu ist