Creating a simple part with Draft and Part WB/fr

Introduction
Ce tutoriel a pour but d'être utilisé comme une première introduction à l'atelier Draft 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




Création du profil 2D
Créez un nouveau document et enregistrez-le directement sous un nouveau nom. Changez la vue pour vue de dessus et passez à l' atelier Draft, votre écran devrait ressembler à celui ci-dessous. Si la grille n'apparaît pas, activez-la ou désactivez-la avec. Draft Basculer la grille.



Pour commencer le profil, dessinez un 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.



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.



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



Ensuite, nous allons décomposer le rectangle en ses quatre bords, en sélectionnant d'abord le rectangle puis en lançant la commande 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.



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 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, Sélection par boîte, maintenez le  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.



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



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



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 Dupliquer une sélection dans, Ligne001 est créée. Utilisez léditeur 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.



Ensuite, il faut déplacer la ligne angulaire en position. Pour cela nous utilisons 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.



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



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 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.



La ligne est maintenant à la bonne position, mais elle est trop longue. Pour ajuster la longueur, Draft Ajuster ou prolonger sera utilisé. Cliquez sur la partie gauche de la ligne angulaire, c'est à dire la partie de Edge001 qui doit être enlevée. Une fois la ligne sélectionnée, appuyez sur Ajuster et cliquez ensuite sur la ligne verticale la plus à gauche, Line'. L'image ci-dessous montre la commande Ajuster lancée, et la ligne verticale présélectionnée.



Ajustez également la ligne verticale la plus à gauche pour former le coin inférieur du chanfrein. Ici, vous devrez probablement effectuer le détourage en deux étapes. La fonction de découpe peut effectuer un "retournement indésirable", en conservant la partie la plus longue de l'objet à découper. Dans ce cas, coupez d'abord une distance plus courte en cliquant simplement dans la vue 3D, par exemple à mi-chemin de votre coupe prévue. La fonction de détourage accepte n'importe quel clic dans la vue 3D. Si vous vous trompez, utilisez simplement Annuler et  Rafraîchir (ce dernier est souvent appelé recompute) et réessayez.



Pour ajuster l'arête "horizontale supérieure", le congé doit être déclassé afin que l'arête supérieure soit son propre objet dans la vue en arborescence. Si vous tentez de la ajuster sans avoir préalablement effectué le déclassement, la fonction de découpage tente de découper l'arc dans le congé. Vous devrez peut-être ajuster la ligne par étapes pour éviter que l'ajustement résultant ne se retourne.

Le profil est prêt et montré ci-dessous avec les arêtes organisées dans un 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.



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' atelier Part lancez la commande Extrusion. Un panneau de tâches s'ouvre, acceptez toutes les valeurs par défaut et cliquez sur.



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



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



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.



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



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 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 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.



On peut utiliser soit Fil à partir d'arêtes, soit Face à partir d'arêtes. Les sélections multiples doivent être faites avec la touche 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, puis sur pour revenir à la vue en arborescence. La face a été créée.



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



Creating the through hole
To make the through hole we need a cylinder correctly positioned to make a boolean cut with.

Create a cylinder, and position it correctly. In this case the radius is 5 mm, the height is set to 60 mm. For the placement, first it is rotated -90 degrees around the x-axis, then positioned at (65, -5, 15). The negative 5 in the y-direction is because the height is 10 mm longer than needed.



It does not hurt to make the height of the cylinder longer than needed. For a simple model like this it will not matter if the cylinder is the exact height of the profile. It is however good practice to avoid co-planar faces to prevent numerical errors in the geometric kernel that can sometimes result in strange effects, or failures in subsequent operations.

With a final boolean cut, and after changing the appearance of the resulting object, the model is completed.



Making a sketch out of the 2D profile
Using the Draft Workbench is one way of creating a 2D profile. In the Draft Workbench a wire can be made in 3D space. FreeCAD provides another tool to make 2D profiles – the Sketcher Workbench. Using a sketch is a more versatile way to create a 2D profile. Any 2D profile made in the Draft Workbench can be converted to an unconstrained sketch.

Start by hiding the Cut feature and make the edges in the profile visible. Select the edges and from the Draft Workbench press the toolbar button Draft to Sketch. You should see the same as in the image below.



Next, hide the original edges and double-click the Sketch object in the Tree View, bringing you to the following state, i.e. the Sketcher task panel opened.



This is how it looks when one edits a sketch. Since this is not a tutorial for using the Sketcher just go ahead and close it. If you want an introduction to sketching, which is a core workflow in any 3D parametric CAD, please follow the sister tutorial Creating a simple part with PartDesign.

With the Sketch closed and selected, from the Part Workbench use Extrude in the same way as before. The basic block of the simple model is ready once again.



Quality of models
Sooner or later when working with 3D parametric CAD you will come across a broken model, either one you have made yourself, or a model that you have imported. A broken model can work for its purpose, but more often than not, there are subsequent operations that simply will not work. To repair a broken model one has to know what to repair, this is where the built-in quality check tools in FreeCAD come in.

First let us check the quality of the recently created Extrude001. With the Part Workbench active, first select Extrude001 and then use the command Check geometry. Check all settings checkboxes except the top one, and click the button.



Our model is OK, no errors are reported. There is also a listing of the models content, or in FreeCAD lingo, the content of the shape, i.e. how it is put together from ground up. Here one can see that apparently to make a solid one also needs a shell, and the shell is made out of faces, and so on. In other words, you can create any solid by simply starting out by making points, or vertices, from those one makes edges, and from those one creates wires, and out of the wires one makes faces which are then stitched into a shell, from which one finally arrives at a solid. A solid can only be made from a watertight shell. A not watertight shell is a common source of troublesome CAD models, it can for example happen with imported geometry created in a different software, especially when using the commonly available neutral file formats.

Another check one can do is related to the Sketch. Close the task panel for the geometry check. Select the Sketch, expand Extrude001 in the Tree View if needed in order to see the sketch object. Switch to the Sketcher Workbench, use the command  Validate sketch, a task panel opens. In the task panel, click the button for Missing coincidences. It highlights and reports 6 of them, i.e. all the points where the edges meet.



Click in the pop-up dialog and then click the  button to heal the Missing coincidences. If you close the task panel, and go into edit mode of the Sketch, it reports 12 degrees of freedom, as opposed to the earlier 24. That was achieved through adding coincident constraints to the endpoints of the edges.

The observant reader notices that when using edges from Draft those had to be joined into a closed wire to make a solid extrusion, whereas in Sketcher that was apparently not needed. The logic here is that the sketch is one object, and the extrusion of one object is treated as if it was a closed wire (in this case).

Finally it should be pointed out that, although creating subsequent objects from sketches with open vertices can work, it is best practice to not have any, as well as to have a fully constrained sketch (as opposed to an under-constrained sketch). The reason why it works here is that the sketch is created from a Draft profile constructed in such a way that the endpoints of the edges match without any gaps. If you draw by hand in a sketch, and also try to match endpoints by hand, it is virtually guaranteed that endpoints will not match, i.e. the gaps (although not really visible on the screen) will be large enough that the geometric kernel cannot consider the edges to be geometrically joined.

Wrapping up
Having gone through the tutorial you have become somewhat familiar with the basic functionality of FreeCAD, along with the core workbenches Part and Draft. You are also aware of the existence of the Sketcher Workbench, which for many experienced users is the sole tool used to create 2D profiles later utilized in solid feature operations. The use of sketches is a core concept in the PartDesign Workbench. It is suggested that you learn sketches and PartDesign Workbench next if your focus is on creating solids. The sister-tutorial Creating a simple part with PartDesign makes the same model as this tutorial. If your focus is modeling buildings your next learning should be the Draft and Arch workbenches.

At last, FreeCAD is made by volunteers in their spare time. If you want to further advance FreeCAD’s capabilities, consider contributing to FreeCAD, for example by improving the documentation.