Part Module/de

Einführung
Die Festkörper Modellierungsfähigkeiten von FreeCAD basieren auf dem OpenCASCADE Technologie (OCCT) Kernel, ein professionelles CAD System mit fortschrittlicher 3D Geometrieerstellung und -manipulation. Die Part Arbeitsbereich ist eine Schicht, die sich auf der Oberseite der OCCT Bibliotheken befindet und dem Benutzer Zugriff auf geometrische OCCT Grundkörper und -funktionen gewährt. Grundsätzlich basieren alle 2D und 3D Zeichenfunktionen in jedem Arbeitsbereich ( Draft Arbeitsbereich, Arbeitsbereich Skizze,  PartDesign Arbeitsbereich, usw.) auf diesen Funktionen, die vom Part Arbeitsbereich herausgestellt werden. Daher gilt der Part Arbeitsbereich als die Kernkomponente der Modellierungsfunktionen von FreeCAD.

Die mit dem Part Arbeitsbereich erstellten Objekte sind relativ einfach; sie sind für die Verwendung mit booleschen Operationen (Verbindungen und Schnitte) vorgesehen, um komplexere Formen zu erstellen. Dieses Modellierungsparadigma ist bekannt als konstruktive Festkörpergeometrie (CSG) Arbeitsablauf, und es war die traditionelle Methodik, die in frühen CAD Systemen verwendet wurde. Andererseits bietet der Arbeitsbereich PartDesign einen moderneren Arbeitsablauf bei der Konstruktion von Formen: Sie verwendet eine parametrisch definierte Skizze, die zu einem Grundkörper extrudiert wird, der dann durch parametrische Transformationen (Funktionsbearbeitung) modifiziert wird, bis das endgültige Objekt vorliegt.

Part Objekte sind komplexer als Polygonnetz Objekte, die mit der Arbeitsbereich Polygonnetz erstellt wurden, da sie erweiterte Operationen wie kohärente boolesche Operationen, Änderungshistorie und parametrisches Verhalten ermöglichen.



Werkzeuge
Die Werkzeuge befinden sich alle im Menü.

Grundelemente
Dies sind Werkzeuge zum Erstellen von Grundobjekten.


 * [[Image:Part_Box.svg|32px]] Quader: Zeichnet einen Quader, durch Angabe seiner Abmessungen
 * [[Image:Part_Cylinder.svg|32px]] Zylinder: Zeichnet einen Zylinder, durch Angabe seiner Abmessungen
 * [[Image:Part_Sphere.svg|32px]] Kugel: Zeichnet eine Kugel, durch Angabe ihrer Abmessungen
 * [[Image:Part_Cone.svg|32px]] Kegel: Zeichnet einen Kegel, durch Angabe ihrer Abmessungen
 * [[Image:Part_Torus.svg|32px]] Torus: Zeichnet einen Torus (Ring) durch Angabe seiner Abmessungen
 * [[Image:Part_CreatePrimitives.svg|32px]] Grundelemente: Ein Werkzeug zum Erstellen verschiedener parametrischer geometrischer Grundelemente
 * [[Image:Part_Shapebuilder.svg|32px]] Formgeber: Ein Werkzeug zum Erstellen komplexerer Formen aus verschiedenen parametrischen geometrischen Grundelementen

Objekte ändern
Dies sind Werkzeuge zum Ändern vorhandener Objekte. Sie können wählen, welches Objekt geändert werden soll.


 * [[Image:Part_Extrude.svg|32px]] Extrudieren: Extrudiert ebene Flächen eines Objekts
 * [[Image:Part_Revolve.svg|32px]] Drehen: Erzeugt einen Festkörper, indem ein anderes Objekt (nicht Volumenkörper) um eine Achse gedreht wird.
 * [[Image:Part_Mirror.svg|32px]] Soiegeln: Spiegelt das ausgewählte Objekt auf einer bestimmten Spiegelebene
 * [[Image:Part_Fillet.svg|32px]] Verrundung: Verrundung der Kanten eines Objekts
 * [[Image:Part_Chamfer.svg|32px]] Fase: Fasen der Kanten eines Objekts
 * [[Image:Part_RuledSurface.png|32px]] Regelfläche: Erzeugt zwischen zwei geschlossenen Kurven eine Regelfläche
 * [[Image:Part_Loft.svg|32px]] Ausformung: Ausformung von einem Profil zum anderen
 * [[Image:Part_Sweep.svg|32px]] Austragung: Austragung von ein oder mehrerer Profile entlang eines Pfades


 * [[Image:Part_CompOffsetTools.png|48px]] Versatz Werkzeuge: ** [[Image:Part_Offset.svg|32px]] 3D Versatz: Konstruiert eine parallele Form in einem bestimmten Abstand zum Original.
 * [[Image:Part_Offset2D.svg|32px]] 2D Versatz: Konstruiert einen parallelen Draht in einem bestimmten Abstand vom Original oder vergrößert/schrumpft eine ebene Fläche.


 * [[Image:Part_Thickness.svg|32px]] Dicke: Höhlt einen Körper aus, so dass Öffnungen neben ausgewählten Flächen bleiben.


 * [[Image:Part_ProjectionOnSurface.png|32px]] Projektion auf Oberfläche: Projiziere ein Logo, einen Text oder eine beliebige Fläche, Draht, Kante auf eine Oberfläche. Mit dem projizierten Teil ist es möglich, einen Festkörper oder Draht zu erzeugen.


 * [[Image:Part_Compound.svg|48px]] Verbund Werkzeuge:
 * [[Image:Part_Compound.svg|32px]] Verbund herstellen: Erzeugt einen Verbund aus den ausgewählten Objekten.
 * [[Image:Part_ExplodeCompound.svg|32px]] Verbund auflösen: Werkzeug zum Aufteilen von Verbünden
 * [[Image:Part Compound‏‎Filter.svg|32px]] Verbund Filter: Mit dem Verbundfilter können die einzelnen Teile entnommen werden.


 * [[Image:Part_Booleans.svg|32px]] Boolesche Operationen: Führt boolesche Operationen an Objekten durch
 * [[Image:Part_Fuse.svg|32px]] Vereinigen: Verschmilzt (verbindet) zwei Objekte
 * [[Image:Part_Common.svg|32px]] Vereinigung: Entnimmt den gemeinsamen Teil (Vereinigungsmenge) von zwei Objekten
 * [[Image:Part_Cut.svg|32px]] Schneiden: Schneidet (subtrahiert) ein Objekt von einem anderen


 * [[Image:Part_CompJoinFeatures.png|48px]] Fügefunktionen: intelligente Boolesche Operation für Hohlobjekte (z.B. Rohre)
 * [[Image:Part JoinConnect.svg|32px]] Verbinden: Verbindet Innenbereiche von Objekten
 * [[Image:Part JoinEmbed.svg|32px]] Einbetten: Bettet ein Hohlobjekt in ein anderes Hohlobjekt ein
 * [[Image:Part JoinCutout.svg|32px]] Ausschnitt: Erzeugt einen Ausschnitt in einer Wand eines Objekts für ein anderes Hohlobjekt


 * [[Image:Part_CompSplittingTools.png|48px]] Teilungswerkzeuge:
 * [[Image:Part_BooleanFragments.svg|32px]] Boolesche Fragmente: bildet alle Teile, die durch boolesche Operationen zwischen Objekten erhalten werden können
 * [[Image:Part SliceApart.svg|32px]] Zerteilen eines Teils: Werkzeug zum Teilen von Formen durch Überschneidung mit anderen Formen
 * [[Image:Part_Slice.svg|32px]] Teilen: Teilt ein Objekt in Teile durch Schneiden mit einem anderen Objekt
 * [[Image:Part_XOR.svg|32px]] XOR: entfernt Raum, der von einer geraden Anzahl von Objekten gemeinsam genutzt wird (symmetrische Version von Schneiden)


 * [[Image:Part Defeaturing.svg|32px]] Defeaturing:
 * [[Image:Part_Section.svg|32px]] Schnitt: Erzeugt einen Schnitt durch Überschneiden eines Objekts mit einer Schnittebene
 * [[Image:Part_CrossSections.svg|32px]] Querschnitte...Erzeugt einen oder mehrere Querschnitte durch eine ausgewählte Form
 * [[Image:Part Attachment.svg|32px]] Anfügung: Anfügung ist ein Dienstprogramm, um ein Objekt an ein anderes anzuhängen.

Messung
Messung: Ermöglicht die lineare und winklige Messung zwischen Punkten, Kanten und Flächen.


 * [[Image:Part_Measure_Linear.svg|32px]] Linear messen ermöglicht es Dir, lineare Messungen durchzuführen
 * [[Image:Part_Measure_Angular.svg|32px]] Winkel messen ermöglicht Winkelmessungen.
 * [[Image:Part_Measure_Refresh.svg|32px]] Mesung aktualisieren aktualisiert die Messungen auf dem Bildschirm.
 * [[Image:Part_Measure_Clear_All.svg|32px]] Lösche Alles Löscht alle Messungen
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_All.svg|32px]] Alle umschalten zeigt oder blendet alle Messungen aus.
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_3d.svg|32px]] 3D umschalten zeigt oder blendet 3D Messungen aus
 * [[Image:Part_Measure_Toggle_Delta.svg|32px]] Delta umschalten zeigt oder blendet Delta Messungen aus.

Andere Werkzeuge

 * [[Image:Part_Import.svg|32px]] Import: Dieses Werkzeug ermöglicht es Dir, eine Datei *.IGES, *.STEP, *.BREP zum aktuellen Dokument hinzuzufügen.
 * [[Image:Part_Export.svg|32px]] Export: Dieses Werkzeug ermöglicht es Dir, ein Objekt in eine *.IGES, *.STEP, *.BREP Datei zu exportieren.
 * Part_BoxSelection.svg Rechteckauswahl: Zur Auswahl die Flächen der Formen hinzufügen, die durch die rechteckige Auswahl berührt werden.
 * [[Image:Part_ShapeFromMesh.svg|32px]] Form aus Netz: Erzeugt ein Formobjekt aus einem Netzobjekt
 * Part_PointsFromMesh.svg Punkte aus Netz: erzeugt ein Formobjekt, das aus Punkten aus dem Netz besteht
 * Umwandeln in Festkörper: Konvertiert ein Formobjekt in ein Festkörperobjekt.
 * Umgekehrte Formen: kehrt die Normalen aller Flächen des ausgewählten Objekts um.


 * Erstelle eine Kopie:
 * [[Image:Part_SimpleCopy‎.svg|32px]] Einfache Kopie erstellen: Erstellt eine einfache Kopie des ausgewählten Objekts.
 * Part_TransformedCopy.svg Erstelle eine transformierte Kopie: erstellt eine transformierte Kopie des ausgewählten Objekts.
 * Part_ElementCopy.svg erstelle eine Kopie des Formelements : erstellt eine Kopie von einem Element (Knoten, Kante, Fläche) des ausgewählten Objekts.
 * [[Image:Part_RefineShape.svg|32px]] Form verfeinern: Säubert Oberflächen, indem es unnötige Linien entfernt.


 * [[Image:Part_CheckGeometry.svg|32px]] Geometrie prüfen: Überprüft die Geometrie der ausgewählten Objekte auf Fehler.

Contextual Menu items

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

Einstellungen

 * [[Image:Preferences-part_design.svg|32px]] Einstellungen: Einstellungen für Teilewerkzeuge verfügbar (der Part Arbeitsbereich verwendet auch die PartDesign Einstellungen).
 * [[Image:Preferences-import-export.svg|32px]] Import Export Einstellungen: Einstellungen verfügbar für den Import aus und Export in verschiedene Dateiformate.
 * Feinabstimmung: einige zusätzliche Parameter zur Feineinstellung des Bauteilverhaltens.

OCCT geometrische Konzepte
In der OpenCascade Terminologie unterscheiden wir zwischen geometrischen Grundelementen (engl.: primitives) und topologischen Formen. Ein geometrisches Grundelement kann ein Punkt, eine Linie, ein Kreis, eine Ebene usw. oder sogar einige komplexere Typen wie eine B-Spline Kurve oder eine Oberfläche sein. Eine Form kann ein Knoten, eine Kante, ein Draht, eine Fläche, ein Solid oder eine Verbindung aus anderen Formen sein. Die geometrischen Grundelemente sind nicht dazu bestimmt, direkt in der 3D Szene dargestellt zu werden, sondern als Baugeometrie für Formen zu dienen. So kann beispielsweise eine Kante aus einer Linie oder aus einem Teil eines Kreises konstruiert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Geometrie Grundelemente "formlose" Bausteine sind, während topologische Formen die darauf aufgebauten realen Objekte sind.

Eine vollständige Liste aller Grundelemente und Formen findest du in der OCC Dokumentation (Alternativ: sourcearchive.com) und suche nach Geom_* (für geometrische Grundelemente) und TopoDS_* (für Formen). Dort kannst du auch mehr über die Unterschiede zwischen ihnen lesen. Bitte beachte, dass die offizielle OCC Dokumentation nicht online verfügbar ist (Du musst ein Archiv herunterladen) und sich hauptsächlich an Programmierer und nicht an Endbenutzer richtet. Aber hoffentlich findest du hier genügend Informationen, um anzufangen. Siehe auch Benutzerhandbuch zur Datenmodellierung.

''Auf einer sehr hohen Stufe sagt die Topologie aus, aus welchen Teilen ein Objekt besteht und welche logischen Beziehungen zwischen ihnen bestehen. Eine Form besteht aus einem bestimmten Satz von Flächen. Eine Fläche wird durch einen bestimmten Satz von Kanten begrenzt. Zwei Flächen sind benachbart, wenn sie eine gemeinsame Kante teilen.''

''Die Topologie allein sagt dir nichts über die Größe, Krümmung oder 3D Positionen jedes dieser Teile. Jedes Teil der Topologie weiß jedoch über seine zugrunde liegende Geometrie Bescheid. Eine Fläche weiß, auf welcher Oberfläche sie liegt. Eine Kante weiß, auf welcher Kurve sie liegt. Die Geometrie weiß über Krümmung und Lage im Raum Bescheid..'' - Quelle

So definiert die Topologie die Beziehung zwischen einfachen geometrischen Einheiten, die miteinander verbunden werden können, um komplexe Formen darzustellen. - Benutzerhandbuch zur Datenmodellierung



Anmerkung: Nur 3 Arten von topologischen Objekten haben geometrische Abbilder - Knoten, Kante und Fläche (Quelle).

Die geometrischen Typen lassen sich tatsächlich in zwei große Gruppen unterteilen: Kurven und Oberflächen. Aus den Kurven (Linie, Kreis,....) kann man direkt eine Kante bauen, aus den Oberflächen (Ebene, Zylinder,...) kann man eine Fläche bauen. So ist beispielsweise die geometrische Grundlinie unbegrenzt, d.h. sie wird durch einen Basisvektor und einen Richtungsvektor definiert, während ihre Formdarstellung irgendetwas sein muss, das durch einen Start- und Endpunkt begrenzt ist. Und ein Quader - eine Grundform - kann durch sechs begrenzte Ebenen geschaffen werden.

Von einer Kante oder Fläche aus kannst du auch zu seinem geometrischen Basisgegenstück zurückkehren.

So kannst du aus Formen sehr komplexe Teile bauen oder umgekehrt alle Unterformen extrahieren, aus denen eine komplexere Form besteht.



Skripten
Part skripten

Die im Part Modul verwendete Hauptdatenstruktur ist der BRep Datentyp von OpenCascade. Fast alle Inhalte und Objekttypen des Part Moduls sind über das Python Skripten verfügbar. Dazu gehören geometrische Grundelemente wie Linie und Kreis (oder Bogen) und die gesamte Palette der TopoFormen, wie Knoten, Kanten, Drähte, Flächen, Volumenkörper und Verbindungen. Für jedes dieser Objekte gibt es mehrere Erstellungsmethoden, und für einige von ihnen, insbesondere die TopoFormen, stehen auch erweiterte Operationen wie boolesche Vereinigung/Differenz/Überschneidung zur Verfügung. Erkunde den Inhalt des Part Moduls, wie auf der Seite FreeCAD Skripten Grundlagen beschrieben, um mehr zu erfahren.

Das grundlegendste Objekt, das erstellt werden kann, ist ein Part Grundelement, das eine einfache Eigenschaft und Grundeigenschaften hat, um seine Farbe und sein Aussehen zu definieren.

Ein weiteres einfaches Objekt, das in geometrischen 2D Objekten verwendet wird, ist Part Part2DObjekt, das die Basis von Skizzierer SkizzeObjekt ist. (Skizzierer), und die meisten Draft Elemente.

Testskript
Teste die Erstellung von Part Grundelementen mit einem Skript.

Dieses Skript befindet sich im Installationsverzeichnis des Programms und kann untersucht werden, um zu sehen, wie die Basisgrundelemente aufgebaut sind.

Beispiele
Zum erstellen eines Linienelements schalte um zur Python Konsole und gib ein:

Lass uns das obige Python Beispiel Schritt für Schritt betrachten:

lädt die Part Modul und erstellt ein neues Dokument

Line ist eigentlich eine Linienabschnitt, folglich der Anfangs- und Endpunkt.

Dadurch wird dem Dokument ein Part Objekttyp hinzugefügt und weist die Formdarstellung des Liniensegments der 'Form' Eigenschaft des hinzugefügten Objekts zu. Es ist wichtig, hier zu verstehen, dass wir ein geometrisches Grundelement (das Part.LineSegment) verwendet haben, um daraus eine TopoForm zu erstellen (die toShape Methode). Nur Formen können dem Dokument hinzugefügt werden. In FreeCAD werden Geometrie Grundelemente als "Baustrukturen" für Formen verwendet.

Aktualisiert das Dokument. Damit auch die visuelle Darstellung des neuen Part-Objekts.

Beachte, dass ein Liniensegment durch Angabe der Anfangs-und Endpunkt direkt im Konstruktor erstellt werden kann, z.B. Part.LineSegment (Punkt1, Punkt2), oder wir können eine Standardlinie erstellen und seine Eigenschaften anschießend festlegen, wie wir es hier gemacht haben.

Eine Linie kann erstellt werden auch mit:

Ein Kreis kann in ähnlicher Weise erstellt werden:

oder mit:

Bemerke wieder, wir verwendeten den Kreis (Geometrie Grundelement), um eine Form daraus zu erstellen. Wir können natürlich noch immer auf unsere Konstruktionsgeometrie später zugreifen, und zwar so:

Hier nehmen wir die Form unseres Objekts f, dann nehmen wir die Liste der Kanten. In diesem Fall wird es nur eine geben, weil wir die ganze Form aus einem einzelnen Kreis machten, also nehmen wir nur das erste Element der Kantenliste, und wir nehmen seinen Verlauf. Jede Kante hat einen Verlauf, welches das Geometrie Grundelement ist, worauf der Verlauf basiert ist.

Gehe auf die Seite Topologisches Datenskripting, wenn du mehr wissen möchtest.

Tutorien

 * Import aus STL oder OBJ : Kurzanleitung zum Import von STL/OBJ Dateien in FreeCAD
 * Export nach STL oder OBJ : Kurzanleitung zum Export von STL/OBJ Dateien aus FreeCAD
 * Whiffle Ball Tutorium : Kurzanleitung zur Verwendung des Part-Moduls