Part Module/ru

Введение
Возможности твердотельного моделирования FreeCAD базируются на ядре Open Cascade Technology (OCCT), системе САПР профессионального качества с возможностями продвинутого создания и манипулирования трёхмерными объектами. Верстак Part это слой, базирующийся на библиотеках OCCT, дающие пользователям доступ к примитивам и функциям OCCT. Практически все функции двумерного и трёхмерного черчения в каждом верстаке ( Draft, Sketcher,  PartDesign и т.д.) базируются на этих функциях, предоставляемых верстаком Part. Следовательно, верстак Part считается центральным компонентом возможностей моделирования FreeCAD.

Объекты, создаваемые верстаком Part относительно просты, они предназначены для использования в булевых операциях (объединения и вырезания) для построения более сложных фигур. Эта парадигма моделирования известна как процесс конструктивной блочной геометрии (CSG, КБГ), и это традиционная методология, используемая в ранних системах САПР. С другой стороны, верстак PartDesign предлагает более современный процесс создания фигур: он использует параметрически заданные эскизы, которые выдавливаются для формирования базовых твёрдых тел, которые потом модифицируются параметрическими трансформациями (редактирования свойств) до получения конечного объекта.

Объекты Part сложнее, чем сеточные объекты, создаваемые в верстаке Mesh, поскольку они дают более сложные операции вроде когерентных булевых операций, историю модификации и параметрическое поведение.



Инструменты
Инструменты модуля деталей расположены в меню.

Примитивы
Эти инструменты создают примитивные объекты.


 * [[Image:Part_Box.svg|32px]] Куб: Рисует прямоугольный параллелепипед с указанными размерами
 * [[Image:Part_Cylinder.svg|32px]] Цилиндр: Рисует цилиндр с указанными размерами
 * [[Image:Part_Sphere.svg|32px]] Сфера: Рисует сферу с указанными размерами
 * [[Image:Part_Cone.svg|32px]] Конус: Рисует конус с указанными размерами
 * [[Image:Part_Torus.svg|32px]] Тор: Рисует тор (кольцо) с указанными размерами
 * [[Image:Part_Primitives.svg|32px]] Создать примитивы: Инструмент добавления любого из определённых геометрических примитивов
 * [[Image:Part_Shapebuilder.svg|32px]] Построитель форм: Инструмент создания более сложных форм из различных параметрических геометрических примитивов

Изменение объектов
Это инструменты для изменения существующих объектов. Они позволяют вам выбирать, какой объект вы будете изменять.


 * [[Image:Part_Extrude.svg|32px]] Выдавить: Вытягивает плоские грани объекта
 * [[Image:Part_Revolve.svg|32px]] Вращать: Создает объект вращением одного объекта вокруг оси
 * [[Image:Part_Mirror.svg|32px]] Зеркальное отражение: Отражает выбранные объекты на данной зеркальной плоскости
 * [[Image:Part_Fillet.svg|32px]] Скругление: Скругляет ребра объекта
 * [[Image:Part_Chamfer.svg|32px]] Фаска: Делает фаску на гранях объектов
 * [[Image:Part_RuledSurface.svg|32px]] Создать линейчатую поверхность: Этот инструмент создает линейчатую поверхность между двумя линиями или краями выбранных выше.
 * [[Image:Part_Loft.svg|32px]] Лофт: Выполняет лофтинг от одного профиля к другому
 * [[Image:Part_Sweep.svg|32px]] Сдвиг: Развёртывает один или более профилей вдоль заданной трассы


 * [[Image:Part_CompOffsetTools.png|48px]] Инструменты смещения:
 * [[Image:Part_Offset.svg|32px]] Смещение 3D: Создаёт увеличенную копию оригинального объекта
 * [[Image:Part_Offset2D.svg|32px]] 2D смещение: Создает параллельный провод на определенном расстоянии от оригинала или увеличивает/сжимает плоскую грань.


 * [[Image:Part_Thickness.svg|32px]] Толщина: Назначает толщину поверхностям формы.


 * [[Image:Part_ProjectionOnSurface.png|32px]] Projection on surface: создаёт проекцию логотипа, текста или любой грани, полилинии, кромки на поверхность. С проекцией можно сделаь твёрдое тело или полилинию.


 * [[Image:Part_Compound.svg|48px]] Соединить:
 * [[Image:Part_Compound.svg|32px]] Сделать соединение: Создаёт объект, соединяющий в себе выбранные объекты.
 * [[Image:Part_ExplodeCompound.svg|32px]] Разъединить соединение: Инструмент расщепления соединения фигур
 * [[Image:Part Compound‏‎Filter.svg|32px]] Фильтр соединений: Фильтр соединений может использоваться для выделения отдельных частей.


 * [[Image:Part_Booleans.svg|32px]] Boolean: Производит булевы операции над объектами
 * [[Image:Part_Fuse.svg|32px]] Объединение: Сплавляет (объединяет) два объекта
 * [[Image:Part_Common.svg|32px]] Пересечение: Извлекает общую часть (пересечение) двух объектов
 * [[Image:Part_Cut.svg|32px]] Обрезать: Обрезает (вычитает) один объект из другого


 * [[Image:Part_CompJoinFeatures.png|48px]] Join features: Сложные сопряжения для объектов со стенками (Например, труб)
 * [[Image:Part_JoinConnect.svg|32px]] Connect: Соединяет внутренности объектов
 * [[Image:Part_JoinEmbed.svg|32px]] Embed: Внедряет объект со стенками внутрь другого такого же объекта
 * [[Image:Part_JoinCutout.svg|32px]] Cutout: Создаёт вырез в стенке объекта для другого объекта со стенками


 * [[Image:Part_CompSplittingTools.png|48px]] Splitting tools:
 * [[Image:Part_BooleanFragments.svg|32px]] Boolean fragments: создаёт все фрагменты, которые могут быть получены булевыми операциями между объектами
 * [[Image:Part SliceApart.svg|32px]] Slice a part: инструмент для разделения фигур путем пересечения с другими фигурами
 * [[Image:Part_Slice.svg|32px]] Slice: разбивает объект на части путем пересечения с другим объектом
 * [[Image:Part_XOR.svg|32px]] XOR: удаляет пространство, общее для чётного числа объектов (симметричная версия Cut)


 * [[Image:Part Defeaturing.svg|32px]] Удаление элемента:
 * [[Image:Part_Section.svg|32px]] Раздел: Создает сечение, как пересечением секущей плоскости и объекта
 * [[Image:Part_CrossSections.svg|32px]] Поперечные сечения...: Создаёт одно или более поперечных сечений через выбранную форму
 * [[Image:Part Attachment.svg|32px]] Attachment: утилита для прикрепления одного объекта к другому.

Измерение
Measure: Обеспечивает линейные и угловые измерения между точками, рёбрами и гранями.


 * [[Image:Part_Measure_Linear.svg|32px]] Measure Linear позволяет делать линейные изменения.
 * [[Image:Part_Measure_Angular.svg|32px]] Measure Angular позволяет делать угловые измерения.
 * [[Image:Part_Measure_Refresh.svg|32px]] Measure Refresh обновляет измерения на экране.
 * [[Image:Part_Measure_Clear_All.svg|32px]] Clear All очищает все измерения.
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_All.svg|32px]] Toggle All показывает или скрывает все измерения.
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_3d.svg|32px]] Toggle 3D показывает или скрывает трёхмерные измерения.
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_Delta.svg|32px]] Toggle Delta показывает или скрывает дельта-измерения.

Прочие инструменты

 * [[Image:Part_Import.svg|32px]] Импорт: Этот инструмент позволяет добавить в текущий документ файл *.IGES, *.STEP, *.BREP.
 * [[Image:Part_Export.svg|32px]] Экспорт: Этот инструмент позволяет экспортировать деталь в формате *.IGES, *.STEP, *.BREP.
 * Part_BoxSelection.svg BoxSelection: Добавляет к выделению грани фигур, соприкасающихся с прямоугольным выделением.
 * [[Image:Part_ShapeFromMesh.svg|32px]] Создание формы из сетки: Создаёт форму из сетки.
 * Part_PointsFromMesh.svg Points from mesh: Создаёт объект формы из точек сетки.
 * Convert to solid: Преобразует форму в твердое тело.
 * Обратная фигура: Отражает нормали всех граней выбранного объекта.


 * создать копию:
 * [[Image:Part_SimpleCopy‎.svg|32px]] Создать простую копию: Создаёт простую копию выбранного объекта.
 * Part_TransformedCopy.svg Create transformed copy: creates a transformed copy of the selected object.
 * Part_ElementCopy.svg Create shape element copy: creates a copy from an element (vertex, edge, face) of the selected object.
 * [[Image:Part RefineShape.png|32px]] Уточнить форму: Очищает поверхности удалением ненужных линий.


 * [[Image:Part_CheckGeometry.svg|32px]] Проверка геометрии: Проверяет геометрию выбранных объектов на ошибки.

Contextual Menu items

 * Appearance: determines appearance of the whole part (color transparency etc.).
 * Set colors: assigns colors to part faces.

Настройки

 * [[Image:Preferences-import-export.svg|32px]] Предпочтение ... Импорт Экспорт

Геометрические концепции OCCT
В терминологии OpenCascade геометрические примитивы и (топологические) формы различны. Геометрическим примитивом может быть точка, линия, окружность, плоскость и т.д. , или даже более сложные типы, такие как кривая B-сплайна или поверхность. Формой может быть вешина, ребро, сеть, грань, твердое тело или соединение всего этого. Геометрические примитивы не созданы специально для того чтобы отображаться на 3D сцене, они используются в качестве строительной геометрии форм. Для примера, ребро можно построить из линии или же из части окружности.

В общем, геометрические примитивы это "бесформенные" строительные блоки, а топологические формы это реальные объекты, построенные на них.

Полный список всех примитивов и форм находится в документации OCC в разделах Geom_Geometry и TopoDS_Shape. (Альтернатива: sourcearchive.com) и поиск Geom_* (для геометрических примитивов) и TopoDS_* (для форм). Также вы больше сможете узнать о различиях между ними. Обратите внимание, что к сожалению документация OCC не доступна в Интернете(вы должны скачать архив) и в основном направлена на программистов, а не на конечных пользователей. Но надеемся, что вы найдете здесь достаточно информации для начала. Так же посмотрите Modeling Data User's Guide.

''At a very high level, topology tells what pieces an object is made of, and the logical relationships between them. A shape is made of a certain set of faces. A face is bounded by a certain set of edges. Two faces are adjacent if they share a common edge.''

''Topology alone does not tell you the size, curvature, or 3D locations of any of those pieces. However, each piece of topology does knows about it's underlying geometry. A face knows what surface it lies on. An edge knows what curve it lies on. The geometry knows about curvature and location in space.'' - Source

Thus, Topology defines the relationship between simple geometric entities, which can be linked together to represent complex shapes. - Modeling Data User's Guide



Примечание: Только 3 типа топологических объектов имеют геометрические репрезенртации – вершина, ребро и грань (Источник).

Геометрические типы на самом деле можно разделить на две основные группы: кривые и поверхности. Из кривых (линия, окружность, ...) вы непосредственно можете строить ребра, из поверхностей (плоскость, цилиндр, ...) могут быть построены грани. Например, такой геометрический примитив как линия - бесконечен, т.е. он задается только вектором направления в то время, как его форма должна быть представлено чем-то ограниченым обладающим начальной и конечной точкой. Также и box -- твердое тело -- которое может быть создано из шести ограниченых плоскостей.

От ребра или грани, вы также можете вернутся к геометрическим примитивам из которых они состоят.

Таким образом, из форм вы можете построить очень сложные детали, или наоборот, извлечь все субформы из сложной формы из которой она сделана.



Написание сценариев
Part scripting

Основным структурой данных в модуле Part является BRep тип данных из OpenCascade. Все содержащиеся в модуле Part типы объектов и функции доступны в сценариях на Python. Это включает в себя геометрические примитивы, такие как Линия и Окружность (или Дуга), и целый ряд топологических фигур, таких как Вершины, Ребра, Полилинии, Грани, Тела и Составные объекты. Каждый из этих объектов можно создать несколькими способами, и для некоторых из них, особенно для топологических фигур, продвинутые операции, например булево сложение/вычитание/пересечение, так же доступны. Чтобы знать больше, изучите содержание модуля Part, описанное на странице Основы написания сценариев в FreeCAD.

Самый базовый объект, который можно создать, это Part Feature, имеющий простое свойство размещения и базовые свойства определения его цвета и внешнего вида.

Другой простой объект, используемый в плоских геометрических объектах, это Part Part2DObject, являющийся основой Sketcher SketchObject (модуль Sketcher) и большинства элементов модуля Draft.

Тестовый скрипт
Тест создания примитивов Part с помощью скрипта.

Этот скрипт расположен в каталоге установки программы, и может быть изучен, чтобы узнать, как строятся базовые примитивы.

Примеры
Чтобы создать элемент - линию перейдите в консоль Python и введите:

Давайте по подробней, по шагам рассмотрим пример выше:

загружает модуль деталей и создает новый документ

Линия на самом деле - отрезок, следовательно задаем начальную и конечную точку.

Это добавляет объект типа Деталь[Part] в документ и назначает форму представления отрезка в свойстве 'Shape' добавленного объекта. Важно понять, здесь мы использовали геометрический примитив (the Part.lineSegment) чтобы создать TopoShape в конце (используя toShape метод). Только Формы могут быть добавлены в документ. В FreeCAD, геометрические примитивы используются как "строительные конструкций" для Форм.

Обновили документ. Это также должно полготовить визуальное представление нового объекта-Детали.

Заметим что Линия[Line] Segment может быть создана специфическим способом, заданием её начальной и конечной точки напрямую, пример Part.LineSegment(point1,point2) или же мы можем задать линию по умолчанию и задать её свойства позже, как мы и сделали здесь.

Линия так же может быть создана с помощью:

окружность может быть создана схожим образом:

или с помощью:

Опять же заметим, мы использовали окружность (геометрический примитив) чтобы создать из неё форму. Конечно мы можем получить доступ к нашей строительной геометрии потом, выполнив:

Здесь мы извлекаем форму нашего объекта f, долее забираем выводим список ребер, в нашем случае будет только одна, потому что мы создали форму из одного оеружности, поэтому мы получим только одну запись в списке ребер, и мы выводим кривую. Каждое ребро это кривая, которая является геометрическим примитивом на котором оно основано.

Читайте главу Topological data scripting чтобы узнать больше.

Учебники

 * Импорт из STL или OBJ : Как импортировать файлы STL/OBJ в FreeCAD
 * Экспорт в STL или OBJ : Как экспортировать в FreeCAD файлы STL/OBJ
 * Whiffle Ball tutorial : Как использовать модуль Part