Engine Block Tutorial/de



Dieses Tutorial ist eine Einführung in die Modellierung mit FreeCAD. Der Zweck des Tutorials ist es, den Leser in die primitiven Datentypen für parametrische Objekte, boolsche Operationen, 2D-Zeichnungen und die Umwandlung von 2D-Zeichnungen in 3D-Modelle einzuführen. Als Beispiel dient hierbei ein einfacher Motorblock mit Kurbelgehäuse (siehe Bild rechts).

Start der Modellierung
Öffnen Sie zunächst FreeCAD und erzeugen Sie ein neues Dokument über Datei > Neu. Speichern Sie das Dokument über Datei > Speichern in einem beliebigen Ordner ihres Computers. Wurde die Datei erfolgreich gespeichert, so ist der gewählte Dateiname im linken Modellbaum zu sehen. Es ist möglich mehr als ein Dokument gleichzeitig in FreeCAD geöffnet zu haben, wobei jedes als eigener Zweig im Modellbaum zu sehen ist.

Erstellen des Blocks
Wir beginnen nun mit der Arbeit an dem eigentlichen Modell. Dafür soll zunächst ein Quader eingefügt werden. Zu finden ist das dafür notwendige Werkzeug Würfel im Arbeitsbereich Part unter Ansicht > Arbeitsbereich > Part. Es fällt auf, dass nach Auswählen des Arbeitsbereich andere Symbole in der oberen Werkzeugleiste von FreeCAD erscheinen. Für Anfänger ist es empfehlenswert, sich die verschiedenen Arbeitsbereiche anzusehen, um sich mit dem Programm vertraut zu machen. Anschließend sollte wieder Part aktiviert sein.

Der Rohling
Im Arbeitsbereich Part sind mehrere Werkzeuge für primitive Objekte wie Quader, Kugeln, Kegel, usw. zu sehen. Klicken Sie auf den Würfel, um einen Würfel in das Modell einzufügen. Jedes der primitiven Objekte hat mehrere Standardeinstellungen, die beim Einfügen festgelegt werden. Wenn Sie wollen, können Sie die verschiedenen Primitive einmal durchprobieren, um jedes einmal gesehen zu haben. Mit der Entf-Taste können die ausgewählten Objekte wieder gelöscht werden. Die Auswahl des Objekts ist dabei auf zwei verschiedene Arten möglich: Entweder durch Anklicken des Objekts in der 3D-Ansicht oder durch einen Klick auf den passenden Eintrag im Modellbaum. Bei gleichzeitig gehaltener Strg-Taste lassen sich auch mehrere Objekte nacheinander auswählen. Innerhalb der 3D-Ansicht lässt dich mit dem Mausrad rein- und rauszoomen. Mit der mittleren Mausaste lässt dich die Ansicht verschieben und wenn neben der mittleren Maustaste auch noch die rechte Maustaste gehalten wird, wird die Ansicht gedreht. Mit den Tasten 0-6 des Nummernpads kann zwischen verschiedenen voreingestellten Ansichten gewechselt werden (z.B. axometrisch, von oben, usw.). Investieren Sie ein paar Minuten, um sich mit der Navigation in 3D vertraut zu machen.


 * Weiterführend: Navigation im 3D-Raum

Sobald Sie den Würfel erzeugt haben und sich mit der Navigation vertraut gemacht haben, können wir mit der Bemaßung des CAD-Modells anfangen. Wählen Sie den Würfel durch einen Klick im Modellbaum aus und wählen Sie unten in der Combo-Ansicht den Reiter Daten (falls die Combo-Ansicht nicht zu sehen ist, so lässt sich diese über Ansicht > Ansichten > Combo-Ansicht wieder anzeigen). Im nun sichtbaren Menü lassen sich die Maße, die Ausrichtung und die Position des Würfels ändern, um beispielsweise einen Quader zu erschaffen. Je nach gewähltem Objekt werden andere Einstellungen innerhalb des Menüs angezeigt. Da wir hier einen kleinen zweizylindrigen Motorblock erstellen, müssen die in der folgenden Tabelle gezeigten Werte für die Position und die Maße eingegeben werden (dabei ist zu beachten, dass die Werte XYZ bei der Position und nicht bei der Ausrichtung eingegeben werden).


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 0.0 mm || Height: 110.0 mm
 * Y: -40.0 mm || Length: 140.0 mm
 * Z: 0.0 mm || Width: 80.0 mm
 * }
 * Z: 0.0 mm || Width: 80.0 mm
 * }
 * }
 * }

Nun da der Rohling die richtigen Maße besitzt, sollte er einen passenderen Namen erhalten. Wählen Sie den Block im Modellbaum und drücken Sie anschließend die F2-Taste. Der neue Name sollte "Billet" (engl. Rohling) sein.

Der erste Zylinder
Als nächstes werden wir die erste Zylinderöffnung des Motorblocks ausarbeiten. Dazu fügen wir einen neuen Zylinder in das Modell ein, bemaßen diesen und entfernen ihn anschließend vom Rohling, indem wir die Boolsche Operation Ausschneiden durchführen. Klicken Sie also zunächst auf das Symbol für einen Zylinder (alternativ: Formteil > Primitives > Zylinder) und geben Sie dem Zylinder die in der Tabelle gezeigten Maße.


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 40.0 mm || Height: 110.0 mm
 * Y: 0.0 mm || Radius: 25.0 mm
 * Z: 0.0 mm ||
 * }
 * Z: 0.0 mm ||
 * }
 * }
 * }

Sobald die Maße richtig eingegeben wurden, sollten die beiden Endflächen des Zylinders auf der Ober- und Unterseite des Blocks sichtbar sein. Benennen Sie das Objekt "Zylinder 1".

Der zweite Zylinder
Der zweite Zylinder könnte auf demselben Wege erstellt werden wir der erste, es ist jedoch einfacher, den ersten zu Kopieren, da sich beide nur in der X-Koordinate unterscheiden. Um den Zylinder zu kopieren, muss er zunächst im Modellbaum ausgewählt werden und anschließend Bearbeiten > Auswahl duplizieren angeklickt werden. Im Modellbaum sollte nun ein zweiter Zylinder erscheinen, der in "Zylinder 2" umbenannt wird. In der 3D-Ansicht ist er noch nicht zu sehen, weil er vom ersten Zylinder überdeckt wird. Wählen Sie nun den zweiten Zylinder und änder Sie seine X-Koordinate in 100 mm. Der Zylinder sollte sich dabei automatisch in der 3D-Ansicht bewegen. Um die beiden Zylinder sichtbar zu machen, kann der Block durch Auswahl und anschließendes Drücken der Leertaste verübergehend unsichtbar gemacht werden (versteckte Objekte werden im Modellbaum in der Farbe Grau angezeigt).

Ausbohren der Zylinder


Nun da beide Zylinder richtig platziert sind, wollen wir diese dazu verwenden, die Zylinderöffnungen des Motorblocks zu erstellen. Dazu werden Boolsche Operationen mit allen drei primitiven Objekten benötigt. Wir beginnen damit, die beiden Zylinder zu einem Objekt zusammenzufassen, damit beide in einem Schritt vom Block subtrachiert werden können. Wählen Sie beide Zylinder mit gedrückter Strg-Taste im Modellbaum aus und klicken Sie auf das Symbol für die Vereinigung (alternativ: Formteil > Bool'sche Operationen > Vereingung). Im Modellbaum wurde nun aus beiden Objekten ein neues Objekt namens "Fusion". Die beiden Zylinder sind als Zweige des Objekts zu sehen. Dieses Objekt sollte deshalb in "Zylinder" umbenannt werden. Nun bohren wir die beiden Öffnungen. Dazu muss zuerst der Block und dann das Zylinder-Objekt ausgewählt und anschließend das Symbol Ausschneiden angeklickt werden (Die Reihenfolge der Auswahl ist dabei wichtig). Die beiden gewählten Objekte sollten nun in ein neues namens "Cut" umgewandelt worden sein. Eine Umbenennung in "Ausgebohrter Block" ist hierbei sinnvoll. Mit einem Klick auf die 2-Taste des Nummernpads sollte eine Ansicht in die Bohrungen möglich sein. Bei Ansicht von schräg oben sollte das Resultat nun wir im Bild rechts aussehen.

Der wichtigste Vorteil des parametrischen Modellierens
Nun da die Bohrungen des Blocks fertig sind, nehmen wir uns einen Moment, um einen wichtigen Vorteil des parametrischen Modellierens zu sehen. Nehmen wir dazu an, wir würden während der Entwicklung des Produkts irgendwann zu dem Schluss kommen, dass die Zylinder etwas vergrößert werden müssen. Weil die Vereinigung der Zylinder und das Ausschneiden selbiger als Gruppierung im Modellbaum angezeigt werden, können wir die Zylindergröße auch im Nachhinein einfach variieren, wobei FreeCAD das Vereinigen und das Ausschneiden der Zylinder und letzten Endes das 3D-Modell automatisch an die Änderung anpasst. Probieren Sie dies aus, indem Sie den Radius und die Position der Zylinder variieren und dabei die Änderungen des 3D-Modells beachten. Am Ende sollten die ursprünglichen Werte jedoch wiederhergestellt werden.

Rohling und Lagerdeckel
In diesem Abschnitt widmen wir uns nun dem Kurbelgehäuse unterhalb des Motorblocks. Fügen Sie einen neuen Würfel ein, benennen Sie ihn um in "Kurbelgehäuse Rohling" und geben Sie ihm die folgenden Eigenschaften:


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 0.0 mm || Height: 85.0 mm
 * Y: -50.0 mm || Length: 140.0 mm
 * Z: -85.0 mm || Width: 100.0 mm
 * }
 * Z: -85.0 mm || Width: 100.0 mm
 * }
 * }
 * }

Um das Gehäuse besser vom Motorblock unterscheiden zu können, sollte dieses eine andere Farbe erhalten. Diese kann z.B. per Rechtsklick+"Legen sie Farben fest ..." oder im Tab Ansicht der Combo-Ansicht geändert werden. Alternativ kann über Rechtsklick+"Zufällige Farbe" eine Farbe zufallsgeneriert werden (Ergebnis ändert sich bei jedem Aufruf). Fügen Sie einen weiteren Quader hinzu und nennen Sie ihn "Bearing Carve". Geben Sie dem Quader folgende Eigenschaften und schneiden Sie ihn aus dem zuvor erstellten Gehäuserohling aus.


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 0.0 mm || Height: 30.0 mm
 * Y: -40.0 mm || Length: 140.0 mm
 * Z: -85.0 mm || Width: 80.0 mm
 * }
 * Z: -85.0 mm || Width: 80.0 mm
 * }
 * }
 * }

Benennen Sie das resultierende "Cut"-Objekt um in "Carved crankcase"

Herausarbeiten der Lager
Als nächstes werden wir einen halbkreisförmigen Platz für den Sitz der Kurbelwelle und einen Freiraum im Gehäuse für die Drehung der Welle erzeugen. Wir beginnen mit einem Zylinder, wobei die Orientierung des Zylinders diesmal horizontal sein soll. Das heißt wir müssen herausfinden, wie der Zylinder entsprechend gedreht und passend zum Motorblock ausgerichtet werden kann. Ein Blick auf das Koordinatenkreuz in der unteren rechten Ecke der 3D-Ansicht führt zu der Erkenntnis, dass der Zylinder in Richtung der x-Achse zeigen muss. Der Zylinder muss also gegenüber seiner Standardorientierung um 90° um die y-Achse gedreht werden. Erstellen Sie einen Zylinder, nennen Sie ihn "Crankshaft carve" und geben Sie ihm die folgenden Eigenschaften (wichtig: anders als bisher, wird die Orientierung diesmal auch geändert!):


 * {| class=wikitable border=1


 * Axis X: 0.0 mm || Angle: 90.0 degrees
 * Axis Y: 1.0 mm ||
 * Axis Z: 0.0 mm ||
 * Position X: 0.0 mm || Height: 140.0 mm
 * Position Y: 0.0 mm || Radius: 20.0 mm
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * Position X: 0.0 mm || Height: 140.0 mm
 * Position Y: 0.0 mm || Radius: 20.0 mm
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * }

Schneiden Sie das neue Objekt aus dem vorhandenen Gehäuse "Carved crankcase" aus und nennen Sie das Ergebnis "Crankcase with journals".

Fertigstellen des Kurbelgehäuses


Zuletzt werden wir zwei kleine Quader aus dem Gehäuse ausschneiden, damit die Kolbenstangen vom Kurbelgehäuse bis zum Motorblock Bewegungsspielraum haben. Erstellen Sie zwei Würfel namens "Box carve 1" und "Box carve 2" mit den unten gezeigten Eigenschaften, vereinigen Sie diese in ein Objekt namens "Box carvers" und schneiden Sie das Objekt aus dem Gehäuseobjekt "Crankcase with journals" aus. Das Resultat soll dann "Crankcase" heißen. Zur Erinnerung: Die anderen Objekte können zur besseren Übersicht mit der Leertaste vorübergehend unsichtbar gemacht werden. Der zweite Quader kann zudem mittels Duplikation schneller erzeugt werden, da sich beide Quader nur in der x-Koordinate unterscheiden.


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 15.0 mm || Height: 55.0 mm
 * Y: -25.0 mm || Length: 50.0 mm
 * Z: -55.0 mm || Width: 50.0 mm
 * }
 * Z: -55.0 mm || Width: 50.0 mm
 * }
 * }
 * }


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 75.0 mm || Height: 55.0 mm
 * Y: -25.0 mm || Length: 50.0 mm
 * Z: -55.0 mm || Width: 50.0 mm
 * }
 * Z: -55.0 mm || Width: 50.0 mm
 * }
 * }
 * }

Auf der rechten Seite ist im Bild zu sehen, wie das Endergebnis nun aussehen sollte. Der Modellbaum wurde zur besseren Übersicht der Bool'schen Operationen vollständig aufgeklappt. Die einzelnen Parameter der dafür verwendeten Primitive können nach wie vor geändert werden, wobei das Gesamtmodell automatisch angepasst wird. Wir könnten das Gehäuse nun genauer ausarbeiten, aber dies soll fürs Erste reichen. Als nächstes werden wir mittels 2D-Zeichnungen die Kopfbolzen konstruieren und das Gewicht des Motorblocks reduzieren, indem wir unnötige Bereiche des Rohlings entfernen.

2D-Entwurf der Zylinderkopfdichtung
Für die Kopfbolzen und die Form des Motorblocks werden wir wiederum Bool'sche Operationen nutzen, um Material an den richtigen Stellen zu entfernen. Wenn wir darüber nachdenken, so kommen wir zu dem Schluss, dass alle Kopfbolzen identisch aussehen und sich nur im Ort unterscheiden. Daraus folgt, dass wir die Form des Kopfbolzens nur einmal auf dem Motorblock zeichnen müssen und ihn als Muster wiederverwenden können.

Starten des 2D-Entwurfsmodus
Zuerst müssen wir in den Arbeitsbereich Draft wechseln (Ansicht > Arbeitsbereich > Draft oder Auswahl über das Dropdown-Menü, das momentan Part anzeigt). Obwohl es sich um einen zweidimensionale Entwurf handelt, können wir ihn auch in der 3D-Ansicht erstellen, indem wir FreeCAD zuvor mitteilen, wo sich die Entwurfebene befindet. Das dafür notwendige Menü findet man unter Entwurf > Dienstprogramme > Ebene markieren oder durch Anklicken des dazugehörigen Symbols in der Werkzeugleiste. In der Combo-Ansicht können nun die drei Standardebenen XY, XZ, YZ, die Sichtebene der Kamera (Ansicht) oder keine feste Ebene (Automatisch) gewählt werden. Zudem besteht die Möglichkeit einen Versatz der Ebene einzugeben. In diesem Fall wollen wir eine XY-Ebene mit einem Versatz von 110 mm für den Entwurf verwenden, sodass wir direkt auf der Oberseite des Motorblocks zeichnen. Damit kann das Skizzieren des Kopfbolzens beginnen.

Zuletzt muss noch die 3D-Ansicht angepasst werden. Die Zeichnung wird zwar auf die gerade festgelegte 2D-Ebene projeziert, doch wir können sie auch aus anderen Blickwinkeln betrachten. Am besten ist hierbei eine direkte Ansicht von oben, die mit der 2-Taste des Nummernpads erreicht werden kann. Mit der mittleren Maustaste kann die Entwurfsskizze anschließend in die Mitte des Fensters verschoben werden. Im 2D-Entwurfsmodus haben wir zudem die Möglichkeit, Teile der Zeichnung mit den Ecken des Motorblocks, den Zylindermittelpunkten und anderen Schlüsselpositionen zu verknüpfen. Damit dies problemlos möglich ist, empfiehlt es sich, das Kubelgehäuse vorübergehend mit der Leertaste unsichtbar zu machen.

Auslegen der Kopfbolzen
Nun da Zeichenebene und Ansicht festgelegt sind, können wir zweidimensionale Zeichenelemente hinzufügen. Klicken Sie in der Werkzeugleiste auf Kreis. Wir müssen FreeCAD nun zunächst den Mittelpunkt (X,Y) des Kreises und seinen Radius mitteilen. Dies kann entweder per Mausklick oder durch Eingabe in die Textfelder auf der linken Seite, wobei letzteres genauer und besser ist. Fügen Sie beispielhaft einige Kreise in die Zeichnung ein und drehen Sie die Kamera, um deren zweidimensionalen Charakter in der Projektionsebene zu erkennen. Nun da Sie wissen, wie solche zeidimensionalen Elemente eingefügt werden, sollten Sie die zuvor erzeugten Kreise wieder entfernen, sodass wir mit der eigentlichen Skizze beginnen können.

Entwurfselemente mit der Maus hinzuzufügen ist schnell und einfach, aber nicht sehr präzise. Für den eigentlichen Entwurf werden wir die Maus deshalb nur für eine grobe Einschätzung der richtigen Koordinaten nutzen und die tatsächlichen Koordinaten in die Textfelder eintragen. Stellen Sie die Ansicht von oben wieder her, klicken Sie auf das Kreiswerkzeug und bewegen Sie die Maus in der oberen linken Ecke des Motorblocks. Es scheint, als wäre X=10, Y=30 ein guter Mittelpunkt für den Kreis. (Wichtig: Die z-Koordinate sollte dabei unverändert bleiben. Ist sie es nicht, so ist beim Festlegen der Skizzierebene ein Fehler aufgetreten. Die Ebene sollte nochmals neu festgelegt werden).

Nun da Sie wissen, wie man die Koordinaten der Zeichenelemente einfach ermittelt, können Sie ohne Probleme ein Bolzenmuster oder andere zweidimensionale Entwürfe erstellen. Für unseren drei Kopfbolzen werden wir die in der nachfolgenden Tabelle gezeigten Koordinaten verwenden. Beachten Sie, dass beim Eingeben der Werte in die Textfelder mit der Eingabetaste zum nächsten Textfeld gewechselt werden kann. Die Maus sollte dabei nicht bewegt werden, da sonst die Koordinaten überschrieben werden. Beim Zeichnen der Kreise sollte zudem die Option Gefüllt aktiviert sein. Falls es mit der z-Koordinate der Kreise Probleme geben sollte, so hilft es unter Umständen, die Zeichenebene auf der Höhe Z=0 zu erstellen und für die Kreise manuell eine Höhe von 110 mm einzugeben.


 * {| class=wikitable border=1


 * X1: 10 || Y1:  25 || Radius: 2.5 mm
 * X2: 70 || Y2:  25 || Radius: 2.5 mm
 * X3: 130 || Y3:  25 || Radius: 2.5 mm
 * }
 * X3: 130 || Y3:  25 || Radius: 2.5 mm
 * }
 * }

Name these circles Bolt 1 through Bolt 3.

The Other Side of the Block
Now that the first three head bolts are in place down one side of the engine we need three more mirrored on the other side, there are three ways we could do this:
 * We could just continue adding circles like we did for the first three and just negate the Y coordinates to put the bolts on the other side of the engine.
 * We could select the three we have added, go to Edit->Duplicate Selection and then negate the Y coordinates of the three new circles.
 * We could use the mirror functionality in the Part module.

Since you should already know how to do the first and second way, we will choose the third way for this example model. Each of the three methods has its own advantages and disadvantages, but a good operating rule is that simple models (like this one) probably should use the first or second methods, whereas models with lots of duplication and/or duplication of very complicated shapes/objects should probably use the third method.

So even though it is a bit of overkill we will mirror these bolts as a demonstration. Switch back to the part workbench (note that you can always switch to the Complete workbench to see all the tools at once if you would rather not switch back and forth) by going to View->Workbench. Select the three bolt circles in the tree view, and then press the mirror button. Once you press the mirror button you should notice a new display called the Combo view pop up on in the pane underneath the Tree view. Many of the tools need additional input before they can run and the Combo view lets you enter these parameters. You can make the Combo view larger by dragging the divider line separating it from the Property view up or down. Select Bolt 1 from the list on the Combo view and set the mirror plane to XZ, then press OK (do the same for bolts 2 and 3).

At this point you should have a basic engine block with the cylinders bored out and the headbolt locations marked.

Cutting Down the Excess Billet Material from the Block
Now that we have holes marked out for headbolts (we could do the same thing for oil channels, water jackets, etc) we will want to "trim" the outside of the block billet down to a more suitable shape. This will make the engine lighter, allow it to cool more easily, mean less steel must be used to cast the block. Like the bolt pattern we will be laying out a 2 dimensional drawing outlining the shape we want on the finished product. We could draw the spline curve directly with the mouse, or use the hybrid approach like we used for the circles where we used the mouse to find approximate coordinates and then typed in the true values we wanted. A more interesting approach is to use the 2D drafting's construction mode to plot a few guide shapes to help us trace out a nice, symmetric, spline curve by snapping to our constructed guide shapes.

As a guide we will draw two regular polygons for each cylinder, with the polygons concentric with the cylinder. To begin, switch to the top view of the engine block, hide the crankcase, switch back to the 2D drafting workbench, select the reference plane offset to 110 mm and the XY plane mode (or the None mode if you prefer), and click the Construction mode button in the command bar (the construction mode button looks like a trowel and is located just above the top right corner of the 3D view). Construction mode works just like the normal mode except any 2D drawing objects created while in construction mode get drawn in a different color and are automatically put into a separate group in the Tree view, this allows you to hide you guide drawings and leave behind only the real things like bolt hole markings by hiding the construction group, or to delete all of the guide objects by just deleting the group.


 * Further reading: Construction Mode

Now that your drawing plane is properly set up and you are in construction mode, click the Regular Polygon button and move your mouse along the edge of the left cylinder while holding down the CTRL button. You should see that it is snapping a small black dot either to the edge of the cylinder, or to the center of the cylinder, depending on where your mouse is along the circumference. Move so that the black dot snaps to the center of the cylinder and click the left mouse button. This places the center of the polygon at the center of the cylinder, the program prompts us for the number of edges on the polygon and the radius it is inscribed in. Investigating with the mouse a little bit looks like a radius of 30 is good (so type that in) and enter 14 for the number of side, but leave the Filled box unchecked this time. If you can't get the snap to lock onto the center of the cylinder (I had trouble with mine) you can always enter the coordinates manually (X=40, Y=0, Z=110). Add a second polygon, also centered on the left cylinder but this one should have 22 side and 45 mm radius. Finally add the same two polygons over the right cylinder (centered at X=100, Y=0, Z=110). When you are finished you should have two "figure-8's" surrounding the cylinders and head bolts. (Note that currently the program does not actually prompt you for the number of edges so you will just have to set the center and radius and then change the number of faces in the Property view).



Now that we have our guide polygons in place we are ready to draw in the spline curve defining the outside shape of the engine block. Since this curve will be part of the final object you can turn off construction mode by clicking the same button you pressed to turn it on. Now click the Add BSpline button and start drawing the BSpline by CTRL+left clicking on each place you want to add a control point for the spline curve. You will want your first control point to be on the leftmost point of the inner guide polygon for the left cylinder. Continue adding control points all along the spline curve until you click on the last point before the one you started drawing, then click the Close button up where you typed in the position and radius for the 2D circles we drew for the headbolts. Clicking this close button finished drawing control points for the spline curve and joins the ends together to form a closed loop. It is very important that you properly close loops like this if you plan to extrude them into solid objects like we will be with this one. For open spline curves you can just click the Finish button instead of the Close button when you are finished drawing. To the right you can see what you finished spline curve should look like just before you press the close button (notice I have drawn all but the last line segment and my mouse pointer is just about to click the Close button to finish the spline curve). Also notice that I have checked the Filled box so the resulting spline curve will form a solid sheet, rather than just an empty ring, this must be done to extrude it into a solid shape that is capped on the ends.



The control points are not shown in that picture so I have added a second screenshot showing the finished spline in edit mode (click the Edit mode button to turn editing on or off for the selected object, make sure to turn it off when you are done editing it or just skip over this step if you are satisfied with your engine block shape). Also, note that there is a discontinuity on the leftmost edge of the spline curve, even though it is closed properly, this is a bug in the program behavior and is currently being fixed, as a result your spline curve may look slightly different if you are running a newer version of the software than is available at this time.

Extruding the 2D Head Design into our 3D Model to Finish the Design
Now we are closing in on the final design of the engine. Return to the Part workbench and click the Extrude sketch button. In the combo box that pops up, use CTRL+LeftClick to select the 6 head bolts and the spline curve for extrusion. The default direction is the positive Z axis, we want the negative Z axis to extrude the head design "down" and into the engine block so set the direction to X=0, Y=0 and Z=-1, then type in 110 for the length (the height of the engine block). After you get all the values entered and click OK the circles for the bolts will be extruded downward to for cylinders and the spline will be extruded downward to produce a sort of cylinder with "rippled" edges. Select and hide the Bored block so you can see the extruded spline, then hide that object so you can see the 6 head bolt cylinders. You see that very sophisticated 3D shapes can be made by starting with a 2D drawing and extruding parts of it downward. We could even extrude different parts of the drawing by different amounts to do things like bore in bolt holes that just go part way through the block, but cut separate water jackets that go all the way through. At this point all your extruded objects are just named "Extrude001..." so you will want to go through and name each of them so you can identify them in the next section (I will name mine Head bolt bore 1 though 6 and name the spline Extruded spline, I suggest using the same names in your model as well). Now that you have your extruded shapes it is just a few boolean operations now to produce the final block design. Go through and show the major components (the Bored block and the Crankcase), and all your newly created extruded objects.



Now that we have 3D objects for the bore holes and the outer shape, we can use a few boolean operations to stitch the whole thing together. Select your 6 extruded head bolts in the tree view and join them into a union (name the resulting object Head bolt boreholes). Then select the Bored block and the Head bolt boreholes in that order and perform a cut (like you did when you bored out the cylinders), name the resulting Cut object Block with headbolts. Finally, select the Block with headbolts and the Extruded spline and press the Make intersection button, and name the resulting object Engine block. Your final object should look like the picture on the right.