Creating a simple part with Part WB/pt-br

Introdução
Esse tutorial tem como propósito ser uma primeira introdução à modelagem 3D usando a Bancada Part do FreeCAD. Ao finalizá-lo você vai conseguir produzir modelos 3D simples usando primitivas como cubos, cilindros, etc, com a técnica de modelagem chamada Geometria Sólida Construtiva (ou Constructive Solid Geometry, CSG, em inglês). Uma outra maneira de criar modelos 3D é usando uma forma 2D, por exemplo, fazendo a extrusão dela ou revolução da forma 2D no espaço 3D. Para uma introdução nessa técnica, por favor acesse o tutorial irmão Criando uma peça simples com a bancada Part Design. Esses dois tutoriais tem, intencionalmente, o mesmo modelo gerado, para apresentar ao iniciante uma experiência com a mão na massa nas duas diferentes técnicas e como são implementadas no FreeCAD. A definição das duas técnicas pode ser vista como estritamente dividida do ponto de vista semântico, no entanto, não há nada impedindo diretamente uma mistura delas ao criar modelos. Há algumas ressalvas a serem observadas ao misturar técnicas de modelagem, principalmente relacionadas a aspectos de como o FreeCAD é programado. Há um terceiro tutorial, feito como uma primeira introdução a um exemplo de modelagem mista. Esse tutorial utiliza a Bancada Draft para criar um perfil 2D utilizado para extrudar um sólido na Bancada Part para fazer o mesmo modelo deste tutorial.

Antes de começar, dê uma olhada em como navegar no espaço 3D. Ao passar o mouse sobre o seletor de modo do mouse no canto inferior direito da janela do FreeCAD, dicas do modo atual de operação do mouse aparecem como na imagem abaixo.



Muitos novatos em programas CAD travam ao aprender o software. Se isso acontecer com você, por favor, procure mais informações na wiki ou no fórum – é provável que outras pessoas também tenham travado no mesmo ponto, então já pode existir uma resposta para a sua pergunta. Ou faça um post no fórum com suas perguntas ou descobertas. O fórum possui vários tópicos onde os usuários obtém ajuda para concluir todo tipo de tarefa, esses tópicos muitas vezes são semelhantes a tutoriais e frequentemente incluem ilustrações.



O que esse tutorial cobre

 * O modelo a ser criado
 * Usando da Bancada Part para criar e manipular os modelos primitivos
 * Alterando cor e transparência
 * Um modo diferente de posicionar o buraco
 * Tornando o furo um furo escareado (ou rebaixado)
 * Fazendo uma peça oca
 * Uma maneira diferente de posicionar o chanfro
 * Editando dimensões
 * Organizando a árvore ligeiramente diferente
 * Finalizando



O modelo a ser criado






Usando da Bancada Part para criar e manipular os modelos primitivos
Crie um novo documento e salve-o lodo com um novo nome. É uma boa prática garantir que você salve o documento em intervalos regulares ou antes de operações maiores. Em seguida, mude para a Bancada Part usando o seletor de bancadas (rotulado como 10 na imagem vinculada) ou indo para o menu. O FreeCAD iniciará com as barras de ferramentas na parte superior, a 'Tela combinada' à esquerda e a vista 3D à direita.



Crie o bloco sólido principal
Pressione Cubo para criar um cubo sólido padrão. O cubo aparece na Visualização 3D e também um novo objeto na Visualização em árvore na barra lateral.

Pressione Isométrico para ver o cubo em 3D.



Selecione o cubo na Visualização em árvore, ele fica verde na visualização 3D. Abaixo da visualização em árvore você verá agora que o cubo é criado por padrão com as dimensões Length x Width x Height (Comprimento x Largura x Altura) sendo 10 x 10 x 10mm. Mude essas dimensões para 100 x 30 x 50, como no desenho inicial do modelo.



Ao alterar uma propriedade, como Lenght (Comprimento), através da caixa de seleção, você pode inserir os valores ou usar a roda de rolagem para aumentar ou diminuir os valores. As setas para aumentar ou diminuir os valores também podem ser usadas. Na figura mais à direita acima, a propriedade Height (Altura) está em modo de edição, rolando a roda de rolagem quando o mouse está sobre essa célula, o valor será alterado de um em um para cima ou para baixo.

Clique Enquadrar tudo para ver o cubo inteiro.





Criando o arredondamento
Para criar o canto arredondado, na barra de ferramentas, clique em Filete (ou 'Fillet'), o que abre o painel de tarefas para arredondamentos na Tela combinada na lateral. Mude a caixa de seleção do raio para 20 mm e, em seguida, na vista 3D, selecione a borda na lateral superior à direita e clique em.



O painel de tarefas se fecha e você está de volta à visualização em árvore, que agora tem um objeto Fillet ao invés do Cubo anterior.



Visibilidade de filhos
Clique na seta para direita/sinal "maior que" para expandir os filhos do filete, que neste caso é o cubo que criamos anteriormente, mas está esmaecido. Selecione o cubo e pressione a barra de espaço - isso alterna a visibilidade para que o cubo fique visível novamente e o ícone não esteja mais esmaecido. Para desmarcar o cubo, clique em uma área em branco na visualização em árvore ou na visualização 3D.





Crie o chanfro
Em seguida, crie o chanfro de 30 graus, comece alternando a visibilidade do cubo filho do filete. Existe uma ferramenta de chanfro em Bancada Part, mas ao invés de usá-la faremos o chanfro com outro bloco e um corte booleano.

Crie um novo Cubo com dimensões 60 x 30 x 30. Altere o Ângulo de colocação em Placement para -30 graus.



O ângulo de posicionamento está usando o vetor de posicionamento (Eixo) como eixo de rotação. O padrão é o eixo z, que não corresponde à nossa direção desejada. Alterando o vetor de posicionamento para o eixo y produz a orientação necessária da ferramenta de corte para o chanfro.



O mesmo posicionamento também pode ser obtido com outros valores, o exemplo alternativo mais simples de um posicionamento igual é um ângulo de +30 graus e um eixo y de -1.



Console python
Em seguida, a posição precisa ser ajustada. Observando o desenho da peça acabada, não há dimensão direta a ser usada para a translação pretendida para cima. Como a dimensão para cima é a necessária, temos que calculá-la. Vamos usar a Console python embutida para esses cálculos, é trigonometria básica. Se a console Python do FreeCAD não estiver visível para você, basta clicar com o botão direito do mouse em um espaço vazio na área da barra de ferramentas e marcar a Console Python e ela deve aparecer na área de trabalho. Marque também a Tela de relatório se ainda não estiver visível. A tela do relatório na maioria das vezes fornece informações úteis ou até dicas sobre o que fazer a seguir para diferentes comandos.



Depois de importar o módulo math das bibliotecas padrão no python, podemos usar a fórmula (50 - math.tan(math.radians(30)) * 50) para encontrar a distância na direção z que o bloco deve ser movido. Copie o resultado da fórmula da console Python e cole-o na posição z de Cube001. A ferramenta a ser usada para o corte do chanfro agora está orientada e posicionada corretamente.



Expressões
Não é necessário usar a console Python para fazer o cálculo. Na maioria dos casos, ao lidar com valores paramétricos numéricos, o FreeCAD possui um atalho para uma calculadora embutida. Chama-se Expressões no FreeCAD, você pode entrar no modo de expressão clicando primeiro na caixa de seleção para a posição z, um pequeno ícone circular azulado aparecerá no lado direito.



Clicar nesse ícone abre a janela Editor de fórmulas, onde fórmulas e expressões podem ser inseridas conforme mostrado abaixo. Expressões são um recurso poderoso, pois é possível acessar os parâmetros do modelo. Todos os parâmetros do modelo ficam disponíveis como variáveis a serem usadas na criação de uma expressão. Resumindo, em nossa fórmula, ao invés de inserir o número 50 no editor de fórmulas, poderíamos inserir um parâmetro referido contendo o valor 50 do cubo, com a vantagem de que se mudarmos a altura do cubo ', a posição do chanfro seguirá automaticamente. O valor de 50 no modelo atual é referido como Cube.Length, ou seja, a propriedade Length do recurso Cube. Mais informações sobre isso podem ser encontradas no wiki.



Para fazer o corte, com a tecla pressionada primeiro selecione o Fillet na visualização em Árvore e depois o último cubo criado (chamado Cube001) e finalmente na barra de ferramentas pressione o botão  Recortar (Cut). Sua visualização em Árvore agora deve mostrar novamente um único objeto na raiz chamado Cut.





As barras de ferramentas
Uma observação sobre as barras de ferramentas, já que elas são o caminho típico para invocar comandos. Embora haja uma configuração básica para o layout das barras de ferramentas, o layout que aparece em seu computador pode não ser o ideal. Nesses casos é fácil ajustar. Considere a seção superior da imagem abaixo. Existem duas linhas de barras de ferramentas e apenas um número limitado de botões da barra de ferramentas Bancada Part estão visíveis. A maneira mais simples de ver mais botões da barra de ferramentas é maximizar a janela do FreeCAD, a menos que ela já esteja maximizada, é claro.

O mais prático é ajustar o layout das barras de ferramentas para atender às suas necessidades e ao seu computador específico. O reposicionamento é feito com a alça à esquerda de cada barra de ferramentas. Você pode simplesmente clicar e arrastar a alça para um novo local. Na seção inferior da imagem abaixo, as posições da barra de ferramentas foram ajustadas, revelando seu conteúdo completo. As alterações nas posições da barra de ferramentas são permanentes mesmo após fechar e abrir o software.





A ferramenta de medição
A ferramenta de medição na Bancada Part pode ser usada para verificar se nosso cálculo e posicionamento do chanfro estão corretos. Pressione o botão Medida Linear e um painel de tarefas se abrirá, então selecione 2 pontos extremos de um lado do chanfro.



Podemos conferir a medida de x de 50 mm. Limpe a medição (Clear all dimensions) e feche o diálogo (Close).



Criando o buraco
Para fazer o furo, pressione o botão Cilindro, defina o raio (Radius) com 5 mm e a altura (Height) com 50 mm.



Em seguida, precisamos posicionar o furo de acordo com as dimensões do desenho. Altere a visualização para Topo e clique com o botão direito do mouse em Cilindro na visualização em árvore e selecione Transformar no menu pop-up.



Altere Incremento de translação para 5 e use as setas vermelha e verde para posicionar o cilindro na posição correta, movendo-o 15 mm em y e 65 em x, arrastando as pontas das setas com o mouse. Clique em para fechar a caixa de diálogo Transformar. Para fazer o furo pressione a tecla e selecione Cut e Cilindro na visualização em Árvore, então pressione a tecla  Recortar na barra de ferramentas. Sua visualização em árvore deve ter novamente um único objeto na raiz chamado Cut001.

Parabéns, o modelo está pronto.



Com o modelo básico pronto, vamos explorar diferentes formas de alterar este modelo, alguns exemplos ajustam a aparência, mostram funcionalidades adicionais, ou simplesmente uma forma diferente de fazer o mesmo.



Mudando a cor e transparência
Existem várias maneiras diferentes de alterar a aparência dos objetos. Vamos aqui usar a guia de exibição na parte de propriedades da exibição de combinação. Primeiro, selecione o objeto na visualização em árvore e, em seguida, edite qualquer propriedade como cor da linha, cor da forma ou transparência por meio da aba Vista (encontrada na parte inferior da Tela combinada).



Infelizmente, quando o objeto é selecionado, é um pouco difícil ver como ele ficará ao ajustar a nova aparência. Para ver o resultado final é preciso desmarcar o objeto. Aqui está o novo visual do modelo, onde agora é possível ver o furo passante também na perspectiva isométrica. Outra forma de editar a aparência é através do menu.





Uma maneira diferente de posicionar o buraco
Faça um salvar como com um novo nome. Em seguida, exclua o corte que adicionou o furo e mova o cilindro de volta para a posição zero. Seu modelo deve se parecer com a figura abaixo, que é o ponto de partida para usar uma técnica diferente para localizar o orifício no centro da face superior. Observe que a cor voltou ao cinza padrão, a alteração na aparência que fizemos foi no objeto recortado que agora foi excluído.



Desta vez, a Bancada Draft será usada para localizar o furo. O furo deve, como antes, estar localizado no centro da face superior, que é o mesmo que o ponto médio da diagonal da face superior.

Comece mudando a bancada para Draft. Pode ser que uma grade apareça na visualização 3D, a visibilidade da grade pode ser alternada com Ligar/desligar grade na barra de ferramentas. Ao fazer uso da funcionalidade encaixe (snap) na Bancada Draft é bom ter apenas os tipos de encaixe de interesse ativados. Desta vez é suficiente deixar Snap Endpoint, Snap Midpoint e Snap Center ativados, de modo que as configurações de encaixe devem ficar parecidas com as abaixo.



Encontrar o ponto para colocar o centro do cilindro pode ser feito fazendo uma diagonal como linha de apoio e usar o centro do cilindro e o ponto médio da diagonal para identificar os pontos chave, porém nem precisamos fazer quaisquer linhas auxiliares, podemos encaixar na geometria sólida já existente.

Selecione o Cilindro na visualização em Árvore (ele fica verde na visualização 3D) e pressione o botão Mover na barra de ferramentas. Um painel de tarefas abre para objetos em movimento, certifique-se de que Copiar esteja desmarcado.



Em seguida, mova o mouse para a face superior do cilindro de modo que você veja um ponto branco no centro do círculo conforme a figura esquerda abaixo, isso junto com o símbolo do centro ao lado do ponteiro do mouse significa que um clique do botão esquerdo do mouse fará o mouse se encaixar com o ponto branco.



Quando você tiver o ponto branco na face superior, clique com o botão esquerdo do mouse e repita para a face quadrada superior do sólido principal, como na imagem à direita acima, e confirme a escolha com um clique com o botão esquerdo do mouse. A função encaixar (snap) faz uso do centro de massa para qualquer tipo de face, e neste caso o centro de massa é o mesmo que o centro geométrico que se busca. Você já deve ter notado que o movimento do cilindro é animado, então você sempre vê o que está para acontecer.

Repetir a etapa do corte booleano anterior mais uma vez fará o furo passante que completa o modelo. Usando a ferramenta medida linear na bancada Part, pode se fazer uma verificação de que o furo está colocado corretamente. A medição só pode ser feita entre pontos, então a medição é feita do zero do corpo principal até o ponto de emenda do cilindro, ou seja, a distância correta é 70 mm ao invés de 65 que está no desenho, por conta do raio extra incluído na distância.





Fazendo do furo um furo escareado
Volte para a bancada Part e crie um cone pressionando 'Cone ' na barra de ferramentas. Altere radius1 para 0 mm e radius2 para 7 mm – isso resultará em um rebaixamento de 2 mm no raio no furo escareado. Tornar a altura do cone de 7 mm resulta em um ângulo superior com 90 graus do cone ou ângulo de rebaixamento de 45 graus. Vale a pena notar que pode-se alternativamente usar a operação Chanfro.

Ao trabalhar com o FreeCAD, você se deparará continuamente com várias maneiras diferentes de obter resultados semelhantes. Dificilmente existe uma verdade absoluta sobre qual é a maneira certa de alcançar um determinado resultado final - no entanto, ao olhar em um contexto específico, um fluxo de trabalho específico pode ser mais flexível, permitir que recursos posteriores sejam realmente usados, etc. Sua forma de construir modelos 3D vai evoluir ao longo do tempo à medida que você aprende mais e mais sobre os recursos e capacidades do FreeCAD.



Reposicione o cone de modo que fique concêntrico com o furo e coplanar com a superfície superior sólida principal. Use qualquer método descrito anteriormente neste tutorial para fazer isso.

Na figura abaixo o movimento é feito com Transformar e uma configuração de incremento de 1 mm, já que o cone tem uma dimensão característica de 7 mm, o que significa que a configuração de incremento anterior de 5 mm não permitirá posicionamento correto. A renderização do tipo Arame é usada para facilitar a visualização de que o cone está na posição correta.



Para completar o modelo, vamos usar o comando Booleano em vez de primeiro selecionar objetos e aplicar uma operação booleana específica. Pressione o botão da barra de ferramentas e uma aba de tarefas se abrirá conforme a imagem abaixo à esquerda.



Três itens precisam ser especificados, o tipo de operação, a primeira forma e a segunda forma. O cone deve ser cortado, isso é chamado Diferença neste comando, em vez de Cortar. A primeira forma é a nossa Cut001, ela está listada em compostos, pois é construída a partir de vários sólidos. A segunda forma é o Cone. Uma vez feitas as configurações corretas para o comando, clique no botão (Aplicar) para executar a operação. Tudo isso foi feito na figura à direita, e também pode-se ver que um composto Cut002' agora está listado, esta é a forma final do nosso modelo. Depois de mudar a aparência, o modelo final fica assim.





Fazendo uma peça oca
Faça um salvar como com um novo nome. FreeCAD tem todas as operações típicas de um modelador 3D, uma delas é Espessura, que é usado para peças escavadas ou ocas.

Gire a visualização para que a face inferior do modelo fique visível.



Selecione a face inferior do modelo, então na Bancada Part selecione 'Espessura'  e a tela deve ficar como abaixo.



Clique em. Como você pode ver, agora há um raio na parte vazada



Além disso, ao fazer uma medição da largura da peça, ela agora é de 32 mm, então a espessura foi aplicada para fora. Vamos editar isso, clique duas vezes no modelo na visualização em árvore e modifique as configurações de Tipo de junta para Intersecção e a configuração de Espessura para -1.



Agora a largura externa da peça é de 30 mm, como antes, e os cantos são todos cantos vivos.





Uma maneira diferente de posicionar o chanfro
De um Salvar como com outro nome. Em seguida, exclua os itens para que o modelo fique como abaixo.



Faça um Cubo com dimensões 30x30x60, terminando como abaixo.



Altere o posicionamento (placement) girando primeiro -120 graus ao redor do eixo Y.



Por fim, mude a posição para X=50 e Z=50 e faça o corte para produzir o mesmo resultado anterior.



Isso mais uma vez ressalta que sempre existem várias maneiras de produzir o mesmo resultado, o que é um fato recorrente quando se trata de modelagem 3D. Quando se trata de geometrias básicas ou sólidos, pode-se usar diferentes bancadas no FreeCAD, bem como diferentes comandos e ainda ter o mesmo sólido. Você simplesmente precisa encontrar seu próprio caminho, ferramentas e fluxo de trabalho preferidos com os quais se sinta confortável. A modelagem em 3D paramétrica é um processo de aprendizado constante e requer prática para dominar.

<span id="Editing_dimensions,_face_colors_and_TNP">

Editando dimensões, cores de face e PNT
O FreeCAD é um modelador 3D paramétrico, que permite alterar qualquer posicionamento ou dimensão e o modelo será atualizado de acordo. Em geral, isso funciona, mas é possível quebrar um modelo quando editado – por exemplo, quando um filete é baseado em uma aresta que não existe mais devido à edição. Quando um modelo quebra durante a edição, isso é chamado de PNT, Problema de Nomenclatura Topológica (ou TNP, do inglês Topological Naming Problem).

Vá em frente e experimente alterar dimensões e posicionamentos para ver se você pode quebrar o modelo, não se esqueça de recalcular o modelo após as alterações, se necessário. Isso pode ser feito com o botão Atualizar na barra de ferramentas. Se o ícone estiver acinzentado, não é necessário atualizar o objeto.

<span id="Reposition_the_cylinder">

Reposicionando o cilindro
Aqui está um exemplo do cilindro movido do centro para um lado do corpo principal usando Transformar no cilindro. Como pode ser visto na imagem, o cone ainda está na posição original, não sendo afetado pelo movimento do cilindro.



Quando você move o cilindro e rompe a superfície externa, na versão 0.19 você está perdendo parte das configurações de cores do seu modelo. O FreeCAD reverte as configurações do usuário para cores de formas e transparência na visualização 3D para padrão, porém a forma Cut002 ainda mostra as cores e transparência que tinha antes, como visto na figura abaixo.

<span id="Fixing_the_colors">

Acertando as cores


Aqui está uma maneira de recuperar. Primeiro mude a transparência (Transparency) um tique para cima ou para baixo e depois volte, isso traz de volta a transparência. Você pode fazer o mesmo truque em cor da forma (Shape color). Outra maneira de obter a cor de volta é clicar com o botão direito em Cut002 na visualização em árvore e selecionar Definir cores no menu de contexto. No painel de tarefas que aparece, clique em, e isso traz de volta a cor definida nas propriedades de exibição.



O comando Definir cores permite selecionar faces individuais de uma forma e definir uma cor única nas faces selecionadas.

<span id="Multiple_solids">

Sólidos múltiplos
Outro exemplo em que o cubo que está fazendo o chanfro foi transladado e girado.



Como pode ser visto ao reposicionar o chanfro desta forma, o resultado final são 3 sólidos disjuntos. A BancadaPart permite isso, a Bancada Part Design não, ou você obterá um erro de múltiplos sólidos ou simplesmente não renderizará todos os sólidos.

PNT
Voltando ao modelo original concluído, vamos explorar como as faces são nomeadas.

Aqui a tela de seleção foi ativada (menu Vista / Painéis / Tela de seleção), apenas para mostrar claramente o que está selecionado e o que não está. Também a coloração é ajustada para que a seleção seja mais fácil de ver.



Selecionando uma face lateral e a face interna do cilindro vemos que elas são chamadas internamente de face 2 e 9, onde a face 2 é a face lateral. A numeração das faces pode ser diferente para você.

Mover o cilindro para que a cavidade termine na face lateral e fazer a seleção das faces agora fornece um número diferente para a face cilíndrica.



A face 2 é o lado direito da face 2 original, o lado esquerdo da antiga face 2 é agora a face 8. A parte cilíndrica era a face 9, mas agora é a face 7. O FreeCAD reatribui a numeração e a ordem não é necessariamente preservada. A contagem total de faces no primeiro modelo é 10. Na versão com a face cilíndrica perfurando a face lateral, a contagem total de faces é 11. Então, obviamente, a numeração das faces tem que mudar quando a chamada topologia muda. Isso provavelmente parece um detalhe mínimo, mas acaba sendo muito importante no CAD 3D paramétrico. Imagine que você usou a face cilíndrica como referência para outro recurso, ela costumava ser chamada de face 9, mas agora é chamada de face 8. A referência à superfície cilíndrica pretendida é perdida. Como o FreeCAD, pelo menos nas versões atualmente lançadas, não rastreia a face pretendida, ele apenas rastreia a face numerada, o modelo quebra quando é feita referência a uma face que posteriormente é renumerada. Isso é chamado PNT, Problema de nomenclatura topológica.

Sinta-se encorajado a aprender como evitar modelos quebrados devido ao PNT. Leituras adicionais podem ser feitas em outro lugar no wiki, que foca principalmente em um fluxo de trabalho orientado por esboço, mantendo, porém, o mecanismo subjacente. A renumeração descrita aqui para faces vale para todas as entidades geométricas, faces, arestas e vértices.

<span id="Organizing_the_tree_a_bit_differently">

Organizando a árvore um pouquinho diferente
Faça um salvar como com um novo nome. Em seguida, exclua todos os cortes terminando com um modelo parecido com o abaixo.



Ao usar a bancada Part modelando sólidos complexos, a estrutura em árvore de um sólido pode se tornar difícil de decifrar. Até agora criamos uma primitiva/recurso e aplicamos uma operação booleana. Na bancada Part, é possível agrupar primitivas em uma operação booleana. No nosso caso, temos o cilindro, o cone e o cubo que são todos uma operação booleana de corte.

Em vez de fazer um corte para cada primitiva, podemos primeiro aplicar uma união booleana União nos sólidos primitivos destinados ao corte booleano, depois fazer o corte entre o Fillet e o Fusion.

Usando essa abordagem, a exibição em árvore acaba ficando como abaixo, que é apenas uma maneira diferente de construir o mesmo modelo. Compare isso com a exibição em árvore original, nenhuma é melhor que a outra, no entanto, ao criar modelos mais complexos, uma abordagem sobre a outra pode ter benefícios na facilidade de modificar/reorganizar o modelo, se necessário.



Wrapping up
Having gone through the tutorial you are now briefly acquainted with the user interface of FreeCAD and you have learned the basics in using the Part Workbench. You should now be able to build simple models after your own liking. The Part Workbench is one of the workbenches that can be used to create solids, the PartDesign Workbench is another. The different workbenches have different capabilities and workflows. Learning FreeCAD in full, especially considering all add-ons and macros takes years, so keep on exploring new and different ways of making models – take different tutorials on the wiki, the learning never stops when working with FreeCAD. It is suggested that you learn sketches and the PartDesign Workbench next if your focus is on creating solids. If your focus is modelling 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.