Feature editing/de

Einleitung
Diese Seite erklärt die vorgesehene Verwendung des PartDesign Arbeitsbereichs ab FreeCAD 0.17.

Während die Part Workbench/de und andere Arbeitsbereiche Modelle konstruieren, indem sie Formen miteinander kombinieren, verwendet der PartDesign Arbeitsbereich. Eine Formmerkmalserkennung ist eine Operation, die die Form eines Modells verändert.

Formmerkmals Bearbeitungsmethodik
Das erste Formmerkmal wird allgemein als Basisformmerkmal bezeichnet. Wenn dem Modell weitere Formmerkmale hinzugefügt werden, nimmt jedes Formmerkmal die Form des vorherigen an und fügt Inhalte hinzu oder entfernt sie, wodurch lineare Abhängigkeiten von einem Merkmal zum nächsten entstehen. In der Tat imitiert diese Methodik einen gemeinsamen Herstellungsprozess: Ein Block wird auf der einen Seite geschnitten, dann auf der anderen Seite, werden Löcher hinzugefügt, dann Rundungen, usw.

Alle Formmerkmale werden sequentiell im Modellbaum aufgelistet und können jederzeit bearbeitet werden, wobei das letzte Formmerkmal am unteren Rand das letzte Teil darstellt.

Formmerkmale können in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:


 * Profil-basiert': Diese Merkmale gehen von einem Profil aus, um die Form der hinzuzufügenden oder zu entfernenden Gegenstände zu definieren. Das Profil kann eine Skizze, eine ebene Fläche auf vorhandener Geometrie (ein Profil wird aus seinen Kanten extrahiert), ein FormBinder oder ein Entwurfsobjekt sein, das in den aktiven Körper aufgenommen wurde.


 * Additiv: fügt dem bestehenden Modell Substanz hinzu. Additivmerkmale zeigen gelbe Symbole an.


 * Subtraktiv: entfernt Substanz aus dem bestehenden Modell. Subtraktive Merkmale zeigen rote und blaue Symbole.


 * Grundkörper-basiert: basiert auf geometrischen Grundkörpern (Würfel, Zylinder, Kegel, Torus....). Sie können additiv oder subtraktiv sein.


 * Transformationsmerkmale': sie wenden eine Transformation auf bestehende Merkmale an (gespiegelt, lineares Muster, polares Muster, Mehrfachtransformation).


 * Verschönerung: Formmerkmale, die eine Behandlung auf Kanten oder Flächen anwenden, wie z.B. Verrundungen, Fasen und Entwürfe.


 * Verfahrensorientiert: kann man von Formmerkmalen sprechen, die nicht auf Skizzen basieren, wie die Transformations- und Verschönerungsmerkmale.

Körper
Um in PartDesign zu arbeiten, muss zuerst eine Body erstellt werden. Der PartDesign Körper ist ein Behälter, der eine Reihe von Merkmalen zu einem einzigen zusammenhängenden Festkörper, gruppiert.



Was ist ein einzelner zusammenhängender Festkörper? Es ist ein Objekt wie ein Gussteil oder etwas, das aus einem einzigen Metallblock gefertigt wurde. Wenn es sich bei dem Objekt um Nägel, Schrauben, Kleber oder Schweißen handelt, handelt es sich nicht um einen einzigen zusammenhängenden Gegenstand. Als praktisches Beispiel würde ein Holzstuhl aus mehreren Körpern bestehen, mit jeweils einem für jede seiner Unterkomponenten (Beine, Latten, Sitz usw.).

Mehrere Körper können in einem FreeCAD Dokument erstellt werden; sie können auch zu einem einzigen zusammenhängenden Festkörper kombiniert werden.

In einem Dokument kann nur ein Körper aktiv sein. Der aktive Körper erhält die neu erstellten Formmerkmale. Ein Körper kann durch Doppelklick aktiviert oder deaktiviert werden. Ein aktivierter Körper wird hellblau hervorgehoben. Die Hervorhebungsfarbe kann in den Einstellungen unter Anzeige/Farben/Aktiv Container ab Version 0.18 eingestellt werden.

Wenn ein Modell mehrere Körper benötigt, wie im vorherigen Beispiel eines Holzstuhls, kann der Mehrzweck Part Behälter verwendet werden, um sie zu gruppieren und das Ganze als Einheit zu bewegen.

Körpersichtbarkeitsverwaltung
Ein Body präsentiert standardmäßig sein neuestes Formmerkmal nach außen. Diese Funktion ist standardmäßig als Spitze definiert. Eine gute Analogie ist der Ausdruckdie Spitze des Eisbergs: Nur die Spitze ist über dem Wasser sichtbar, der größte Teil der Masse des Eisbergs (die anderen Formmerkmale) ist verborgen. Wenn dem Körper ein neues Formmerkmal hinzugefügt wird, wird die Sichtbarkeit des vorherigen Merkmals deaktiviert, und das neue Merkmal wird zur Spitze.

Es kann jeweils nur ein Formmerkmal sichtbar sein. Es ist möglich, die Sichtbarkeit eines beliebigen Formmerkmals im Körper umzuschalten, indem man es im Modellbaum markiert und die Leertaste drückt, wodurch man in die Verlaufsgeschichte des Körpers zurückkehrt.

Körperursprung
Der Körper hat einen Ursprung, der aus Bezugsebenen (XY, XZ, YZ) und Achsen (X, Y, Z) besteht, die von Skizzen und Formmerkmalen verwendet werden können. Skizzen können an Ursprungsebenen angehängt werden, und sie müssen nicht mehr auf ebene Flächen abgebildet werden, damit darauf basierende Formmerkmale hinzugefügt oder vom Modell abgezogen werden können.

Objekte verschieben und neu ordnen
Es ist möglich, die Spitze eines Formmerkmals in der Mitte des Körperbaums vorübergehend neu zu definieren, um neue Objekte (Formmerkmale, Skizzen oder Bezugsgeometrie) einzufügen. Es ist auch möglich, Formmerkmale unter einem Körper neu zu ordnen oder sie in einen anderen Körper zu verschieben. Wähle das Objekt aus und klicke mit der rechten Maustaste, um ein Kontextmenü zu sehen, das beide Optionen anbietet. Die Operation kann verhindert werden, wenn das Objekt Abhängigkeiten im Quellkörper aufweist, z.B. wenn es an einer Fläche befestigt ist. Um eine Skizze in einen anderen Körper zu verschieben, sollte sie keine Verknüpfungen zur externen Geometrie enthalten.

Unterschied zu anderen CAD-Systemen
Ein grundlegender Unterschied zwischen FreeCAD und anderen Programmen, wie Catia, besteht darin, dass FreeCAD es Ihnen nicht erlaubt, viele nicht verbundene Festkörper in einem einzigen PartDesign Body/de zu haben. Das heißt, ein neues Formmerkmal sollte immer auf dem vorherigen aufbauen. Oder anders ausgedrückt, das neuere Formmerkmal sollte das vorherige Formmerkmal "berühren", so dass beide Formmerkmale miteinander verschmolzen werden und zu einem einzigen Festkörper werden. Du kannst keine "schwebenden" Festkörper haben.



Bezugsgeometrie
Die Bezugsgeometrie besteht aus benutzerdefinierten Ebenen, Linien, Punkten oder extern verknüpften Formen. Sie können zur Verwendung als Referenz für Skizzen und Features erstellt werden. Es gibt eine Vielzahl von Befestigungsmöglichkeiten für Bezugsobjekte.

In anderen CAD Systemen wie Catia kannst Du eine Bezugsebene definieren, die gegenüber dem vorherigen Körper versetzt ist, und Du kannst einen nicht verbundenen Körper erstellen. Das Platzieren vieler Bezugsebenen und das Erstellen von Objekten auf ihnen ist also in Ordnung und führt nicht zu einem Fehler. Typischerweise würdest Du die Ebenen schließlich an ihre Endpositionen anpassen, so dass die einzelnen Objekte miteinander verschmolzen werden.

In FreeCAD sind Bezugsebenen sinnvoll, wenn du Skizzen (und Polsterungen) in nicht standardisierten Ausrichtungen platzierst, d.h. in Ebenen, die um die drei Hauptachsen gedreht werden. Bei Skizzen, die mit einem einfachen Versatz zu den Ebenen XY, XZ oder YZ platziert werden, ist es oft nicht erforderlich, Bezugsebenen zu verwenden, da die Flächen des vorherigen Formmerkmals als Träger verwendet werden können. Schließlich muss in FreeCAD das neue Formmerkmal das vorherige Formmerkmal berühren, so dass du auch das vorherige Formmerkmal als Unterstützung verwenden kannst.

Auch wenn sie nicht zur Unterstützung von Skizzen verwendet werden, sind Bezugsobjekte als visuelle Indikatoren hilfreich, um auf wichtige Merkmale oder Abstände im Modellierungsprozess hinzuweisen.



Querverweise
Es ist möglich, Elemente aus einem Körper in einem anderen Körper über Bezugspunkte zu referenzieren. So ermöglicht beispielsweise der Formordner des Bezugspunktes das Kopieren von Flächen aus einem Körper als Referenz in einen anderen. Dies sollte es einfach machen, eine Box mit passendem Deckel in zwei verschiedenen Gehäusen zu bauen. FreeCAD hilft Ihnen, nicht versehentlich mit anderen Stellen zu verlinken und Ihre Absicht zu hinterfragen.

Befestigung
Das Befestigungs Werkzeug findet sich als eigene Operation im Part-Arbeitsbereich, ist aber in PartDesign nicht als eigenes Werkzeug verfügbar, obwohl es dort intensiv genutzt wird, um Skizzen und Referenzgeometrien an die Hauptebenen oder Achsen anzuheften. Die vielfältigen Möglichkeiten, um Referenzgeometrien anzuheften, machen dieses Werkzeug besonders vielseitig.

Weitere Information findet man auf der Seite über Befestigung.

Allgemeine Hinweise zum Konstruieren stabiler Modelle
Hinter der parametrischen Modellierung steckt die Idee, dass nach der Änderung von Parametern wie Länge oder Durchmesser darauf aufbauende Geometrie automatisch richtig angepasst wird. Hierbei kann es vorkommen, dass grundlegende Änderungen in den Folgeschritten nicht mehr automatisch nachgezogen werden können; man sagt, "das Modell zerbricht" oder ist schlicht kaputt wegen des topological naming-Problems, das in FreeCAD immer noch nicht gelöst ist. Im Vergleich zu den vorherigen Versionen kann mit den neuen Möglichkeiten von Freecad 0.17 die Gefahr des Zerbrechens minimiert werden, wenn die folgenden Entwurfsprinzipien berücksichtigt werden:


 * Allem voran sollten man vermeiden, Skizzen an Flächen des vorherigen Features angeheftet werden! Skizzen sollten nur noch an die Hauptebenen oder auf Referenzflächen (Datum Planes) angeheftet werden. Skizzen, die an solche Ebenen aneheftet sind bergen kaum de Gefahr unerwartet einer anderen Fläche zugeordnet zu werden.
 * Beim Erstellen von Referenzobjekten sollte man nicht auf die Topologie des Teilobjekts sondern auf die Standardebenen und -achsen sowie auf Skizzen Bezug nehmen.
 * Nutzen Sie einen "Master-Skizze". Diese sollte einfach sein und die wesentlichen Elemente und deren Maße enthalten. Sie muss selbst keine Features definieren, stellt aber die Basis für die folgenden Features bereit. Sie kann, muss aber nicht die erste Skizze in einem Körper sein. Oft ist sie nur dazu da, um referenziert zu werden.
 * Wenn es unvermeidbar ist, ein voriges Feature zu verwenden, z.B. wenn man eine beim Aufdicken (Thickness) erzeugte Fläche referenzieren muss, dann sollte man dies an der frühest möglichen Stelle in der Liste der Features tun, also dort, wo dieses Maß das erste mal auftritt. Ab Freecad 0.17 können externe Referenzen nicht mehr nur auf das letzte vorherige, sondern beliebige vorherige Elemente über die Referenzgeometrien zugreifen. Wenn man ein frühes Feature nutzt, können Änderungen an den dazwischen liegenden Features das Modell nicht zerbrechen. Noch einmal wiederholt: es ist immer besser Bezüge zu einer Skizze zu machen, als zu Ecken oder Kanten eines Volumenkörpers.

Body building workflow
There are several workflows that are possible with the PartDesign Workbench. What should always be noticed is that all the features created inside a PartDesign Body will be fused together to obtain the final object.

Different sketches
Sketches need to be supported by a plane. This plane can be one of the main planes (XY, XZ, or YZ) defined by the Origin of the Body. A sketch is either extruded into a positive solid (additive), with a tool like PartDesign Pad, or into a negative solid (subtractive), with a tool like PartDesign Pocket. The first adds volume to the final shape of the body, while the latter cuts volume from the final shape. Any number of sketches and partial solids can be created in this way; the final shape (tip) is the result of fusing these operations together. Naturally, the Body can't consist of only subtractive operations, as the final shape should be a positive solid with a non-zero volume.



Sequential features
Sketches can be supported by the faces of previous solid operations. This may be necessary if you need to access a face that is only available after a certain feature has been created. However, this workflow isn't the most recommended as if the original feature is modified, the following features in the sequence may break.



Use of datum planes for support
Datum planes are useful to support the sketches. These auxiliary planes can be based on the Origin of the Body, or can be based on the features (edges, faces) of previously created solids. In addition, a PartDesign ShapeBinder can be used to import external geometry into the body to serve as reference; then sketches can be attached to this auxiliary body, either using datum planes or not. Using datum objects is often the best way to produce stable models, although it requires a bit more work from the user.