Manual:Traditional modeling, the CSG way/fr: Difference between revisions

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{{Docnav/fr
|[[Manual:All_workbenches_at_a_glance/fr|Tous les ateliers en un coup d'œil]]
|[[Manual:Traditional_2D_drafting/fr|Dessin 2D traditionnel]]
|[[Manual:Introduction/fr|Début du manuel]]
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{{Manual:TOC}}


CGS signifie [https://en.wikipedia.org/wiki/Constructive_solid_geometry Constructive Solid Geometry] et décrit la manière la plus simple de travailler avec la Géométrie 3D solide, qui crée des objets complexes en ajoutant/enlevant des éléments de volumes en utilisant des opérations booléennes telles que l'union, la soustraction ou l'intersection de solides.
La [https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9om%C3%A9trie_de_construction_de_solides géométrie de construction de solides] (CSG en anglais : ''Constructive Solid Geometry'') décrit la manière la plus simple de travailler avec la géométrie 3D des solides. Elle crée des objets complexes en ajoutant/enlevant des éléments de volumes en utilisant des opérations booléennes telles que l'union, la soustraction ou l'intersection de solides.


Comme nous l'avons vu plus tôt dans ce manuel, FreeCAD peut gérer de nombreux types de géométrie, mais le type préféré et le plus utile pour le genre d'objets 3D que nous voulons concevoir avec FreeCAD, c'est-à-dire les objets du monde réel, est, sans aucun doute, solide, la géométrie [https://en.wikipedia.org/wiki/Boundary_representation BREP], qui est principalement prise en charge par l’atelier Part ([[Part_Module|Part Workbench]]). Contrairement aux maillages de polygones ([https://en.wikipedia.org/wiki/Polygon_mesh polygon meshes]), qui sont fabriqués uniquement de points et triangles, les objets BREP ont leurs faces définies par des courbes mathématiques, qui permettent une précision absolue, peu importe l'échelle.
Comme nous l'avons vu plus tôt dans ce manuel, FreeCAD peut gérer de nombreux types de géométrie. La géométrie préférée et la plus utile pour la conception d'objets 3D avec FreeCAD, c'est-à-dire les objets du monde réel, est sans aucun doute la géométrie [https://fr.wikipedia.org/wiki/B-Rep BREP], principalement prise en charge par l’[[Part_Workbench/fr|atelier Part]]. Contrairement aux [https://fr.wikipedia.org/wiki/Mesh_(objet) maillages de polygones], constitués uniquement de points et de triangles, les objets BREP ont leurs faces définies par des courbes mathématiques qui permettent une précision absolue, peu importe l'échelle.


[[Image:Mesh_vs_brep.jpg]]
[[Image:Mesh_vs_brep.jpg]]


La différence entre les deux peut être comparée à la différence entre bitmap et images vectorielles. Comme pour les images bitmap, les maillons polygonaux ont leurs surfaces courbes fractionnées en une série de points. Si vous le regardez très près, ou que vous l'imprimez très grand, vous n’allez pas voir une surface courbe mais une surface facettisée. Dans les images vectorielles et les données BREP, la position de n'importe quel point sur une courbe n'est pas stockée dans la géométrie mais est calculée à la volée, avec une précision exacte.
La différence entre les deux géométries (BREP et maillage polygonal) peut être comparée à celle existant entre les images au format bitmap et les images vectorielles. Comme pour les images bitmap, les maillons polygonaux ont leurs surfaces courbes fractionnées en une série de points. Si vous regardez de très près ou imprimiez en très grand un objet maillé, vous n’allez pas voir une surface courbe mais une surface facettée. Dans les images vectorielles et les données BREP, la position de n'importe quel point sur une courbe n'est pas stockée dans la géométrie mais est calculée à la volée, générant une précision exacte.


Dans FreeCAD, toute la géométrie basée sur BREP est gérée par un autre logiciel open source, [https://en.wikipedia.org/wiki/Open_Cascade_Technology OpenCasCade]. L'interface principale entre FreeCAD et le noyau OpenCasCade est l’atelier Part. La plupart des autres ateliers créent leurs fonctionnalités au dessus de l’atelier Part.
Dans FreeCAD, toute la géométrie basée sur BREP est gérée par un autre logiciel open source, [https://fr.wikipedia.org/wiki/Open_CASCADE_Technology OpenCasCade]. L'interface principale entre FreeCAD et le noyau OpenCasCade est l’atelier Part. La plupart des autres ateliers créent leurs fonctionnalités par dessus l’atelier Part.


Bien que d'autres ateliers proposent souvent des outils plus avancés pour construire et manipuler la géométrie, puisqu'ils manipulent tous les objets Part, il est très utile de savoir comment ces objets fonctionnent en interne et peuvent utiliser les outils de Part car, plus simples, ils peuvent très souvent vous aider à contourner les problèmes que les outils les plus intelligents ne parviennent pas à résoudre correctement.
Bien que d'autres ateliers proposent souvent des outils plus avancés pour construire et manipuler la géométrie, tous manipulent les objets Part, il est très utile de savoir comment ces objets fonctionnent en interne et peuvent utiliser les outils de Part. Plus simples, ils peuvent très souvent vous aider à contourner les problèmes que des outils les plus intelligents ne parviennent pas à résoudre correctement.


Pour illustrer le fonctionnement de l’atelier Part, nous modéliserons cette table en utilisant uniquement des opérations CSG (à l'exception des vis, pour lesquelles nous utiliserons l'une des extensions, et les dimensions qui seront vues au chapitre suivant) :
To illustrate the working of the Part Workbench, we will model this table, using only CSG operations (except the screws, for which we will use one of the addons, and the dimensions, which will see in the next chapter):


[[Image:Exercise_table_complete.jpg]]
[[Image:Exercise_table_complete.jpg]]


Créez un nouveau document ('''Ctrl+N''' ou par le menu Fichier → Nouveau document). Le document reçoit le nom "Sans nom1" dans la Vue Combinée. Si vous le sauvegardez ('''Ctrl+Maj+S''' ou par le menu Fichier → Enregistrer sous) comme un nouveau document FreeCAD avec le nom "table.Fcstd" alors le document sera renommé "table", ce qui est plus facile à identifier.
Let's create a new document ('''Ctrl+N''' or menu File -> New Document), switch to the Part Workbench, and begin with the first foot:


Maintenant basculez sur l'atelier Part et commencez à créer la première patte de la table:
* Press the [[Image:Part_Box.png|16px]] '''Box''' button
* Select the box, then set the following properties (in the '''Data''' tab):
** Length: 80mm (or 8cm, or 0.8m, FreeCAD works in any unit)
** Width: 80mm
** Height: 75cm
* Duplicate the box by pressing '''Ctrl+C''' then '''Ctrl+V''' (or menu Edit -> Copy and Paste)
* Select the new object that has been created
* Change its position by editing its Placement property:
** Position x: 8mm
** Position y: 8mm


* Appuyez sur le bouton [[Image:Part_Box.svg|16px]] '''Cube'''
You should obtain two high boxes, one 8mm apart from the other:
* Sélectionnez le cube obtenu, puis définissez les propriétés suivantes (onglet '''Données''') :
** Longueur : 80mm (ou 8cm, ou 0.8m, FreeCAD fonctionne dans n'importe quelle unité)
** Largeur : 80mm
** Hauteur : 75cm
* Dupliquez la boîte en appuyant sur '''Ctrl + C''' puis sur '''Ctrl + V''' (ou menu Édition → Copier et coller) (à première vue il n'y a pas de différences, les deux objets se superposant)
* Sélectionnez le nouvel objet Cube001 en cliquant dessus à partir de l'onglet Modèle situé à gauche
* Changez sa position en modifiant ses propriétés de placement :
** Position x : 8mm
** Position y : 8mm

Vous devriez obtenir deux boîtes hautes, distante de 8 mm l'une de l'autre :


[[Image:Exercise_table_01.jpg]]
[[Image:Exercise_table_01.jpg]]


* Now we can subtract one from the other: Select the '''first''' one, that is, the one that will '''stay''', then, with the CTRL key pressed, select the '''other''' one, that will be '''subtracted''' (the order is important) and press the [[Image:Part_Cut.png|16px]] '''Cut''' button:
* Maintenant, nous pouvons soustraire l'une de l'autre: Sélectionnez la '''première''', c'est-à-dire celle qui va '''rester''', puis avec la touche CTRL enfoncée, sélectionnez '''l'autre''' qui sera '''soustraite''' (l'ordre est important) et appuyez sur le bouton [[Image:Part_Cut.svg|16px]] '''Soustraction''' (soustraction booléenne)  :


[[Image:Exercise_table_02.jpg]]
[[Image:Exercise_table_02.jpg]]


Observez que l'objet nouvellement créé, appelé "Cut", contient toujours les deux cubes que nous avons utilisés comme les opérandes. En fait, les deux cubes sont toujours présents dans le document, ils ont simplement été cachés et regroupés sous l'objet "Cut" dans l'arborescence. Vous pouvez toujours les sélectionner en développant la flèche à côté de l'objet "Cut" et, si vous le souhaitez, les rendre visibles à nouveau en cliquant droit sur eux ou en modifiant l'une de leurs propriétés.
Observe that the newly created object, called "Cut", still contains the two cubes we used as operands. In fact, the two cubes are still there in the document, they have merely been hidden and grouped under the Cut object in the tree view. You can still select them by expanding the arrow next to the Cut object, and, if you wish, turn them visible again by right-clicking them or change any of their properties.


Vous pouvez également utiliser l'outils Soustraction et d'autres outils booléens via la "Vue combinée" avec [[Image:Part_Boolean.svg|16px]] [[Part_Boolean/fr|Part Opération booléenne]]. Cela donne un moyen plus explicite mais plus long de le faire.
* Now let's create the three other feet by duplicating our base cube 6 other times. Since it is still copied, you can simply paste (Ctrl+V) 6 times. Change their position as follows:
** cube002: x: 0, y: 80cm
** cube003: x: 8mm, y: 79.2cm
** cube004: x: 120cm, y: 0
** cube005: x: 119.2cm, y: 8mm
** cube006: x: 120cm, y: 80cm
** cube007: x: 119.2cm, y: 79.2cm


* Maintenant, créez les trois autres pieds en copiant notre boîte de base 6 autres fois. Puisqu'elle est toujours copiée, vous pouvez simplement coller (Ctrl + V) 6 fois. Modifiez leur position comme suit :
* Now let's do the three other cuts, selecting first the "host" cube then the cube to be cut off. We now have four Cut objects:
** cube002 : x : 0, y : 80cm
** cube003 : x : 8mm, y : 79.2cm
** cube004 : x : 120cm, y : 0
** cube005 : x : 119.2cm, y : 8mm
** cube006 : x : 120cm, y : 80cm
** cube007 : x : 119.2cm, y : 79.2cm

* Faites les trois autres coupes en sélectionnant d'abord le cube "hôte" puis le cube à soustraire. Nous avons maintenant quatre objets Cut:


[[Image:Exercise_table_03.jpg]]
[[Image:Exercise_table_03.jpg]]


Vous avez peut-être pensé qu'au lieu de dupliquer le cube de base six fois, nous aurions pu dupliquer le pied complet trois fois. C'est tout à fait vrai. Dans FreeCAD, il existe plusieurs façons d'obtenir un même résultat. C'est un point important à retenir parce que lorsque nous progresserons vers des objets plus complexes, certaines opérations pourraient ne pas donner un résultat satisfaisant. Nous devrons alors essayer d'autres façons.
You might have been thinking that, instead of duplicating the base cube six times, we could have duplicated the complete foot three times. This is totally true, as always in FreeCAD, there are many ways to achieve a same result. This is a precious thing to remember, because, as we will advance into more complex objects, some operations might not give the correct result and we often need to try other ways.


* Nous allons maintenant faire des trous pour les vis en utilisant la même méthode de coupe. Puisque nous avons besoin de 8 trous, deux dans chaque pied, nous pourrions faire 8 objets à soustraire. Au lieu de cela, voici une autre manière: créons quatre cylindres en utilisant l'outil [[Image:Part_Cylinder.svg|16px]] '''Cylindre''' (un cylindre pour deux pieds). Vous pouvez à nouveau en faire un seul et le copier ensuite. Donnez à tous les cylindres un rayon de 6 mm. Cette fois, nous devrons les faire pivoter, ce qui se fait également par la propriété '''Placement''' de l'onglet Données ''('''Note:''' changez la propriété de l'Axe ''avant'' de modifier la valeur de l'angle ou la rotation ne sera pas appliqué)''
* We will now make holes for the screws, using the same Cut method. Since we need 8 holes, two in each foot, we could make 8 objects to be subtracted. Instead, let's explore other ways and make 4 tubes, that will be reused by two of the feet. So let's create four tubes by using the [[Image:Part_Cylinder.png|16px]] '''Cylinder''' tool. You can again, make only one and duplicate it afterwards. Give all cylinders a radius of 6mm. This time, we will need to rotate them, which is also done via the '''Placement''' property:
** cylinder: height: 130cm, angle: 90°, axis: x:0,y:1, position: x:-10mm, y:40mm, z:72cm
** Cylindre : hauteur : 130cm, angle : 90°, axe: x : 0, y : 1, position : x : -10mm, y : 40mm, z : 72cm
** cylinder001: height: 130cm, angle: 90°, axis: x:0,y:1, position: x:-10mm, y:84cm, z:72cm
** Cylindre001 : hauteur : 130cm, angle : 90°, axe : x : 0, y : 1, position : x : -10mm, y : 84cm, z : 72cm
** cylinder002: height: 90cm, angle: 90°, axis: x:-1,y:0, position: x:40mm, y:-10mm, z:70cm
** Cylindre002 : hauteur : 90cm, angle : 90°, axe : x : -1, y : 0, position : x : 40mm, y : -10mm, z : 70cm
** cylinder003: height: 90cm, angle: 90°, axis: x:-1,y:0, position: x:124cm, y:-10mm, z:70cm
** Cylindre003 : hauteur : 90cm, angle : 90°, axe : x : -1, y : 0, position : x: 124cm, y : -10mm, z : 70cm


[[Image:Exercise_table_04.jpg]]
[[Image:Exercise_table_04.jpg]]


Vous remarquerez que les cylindres sont un peu plus longs que nécessaire. C'est parce que comme dans toutes les applications 3D solides, les opérations booléennes dans FreeCAD sont parfois trop sensibles à des situations face-sur-face et pourraient échouer. En faisant cela, nous nous sommes placés dans une situation sûre.
You will notice that the cylinders are a bit longer than needed. This is because, as in all solid-based 3D applications, boolean operations in FreeCAD are sometimes oversensitive to face-on-face situations and might fail. By doing this, we put ourselves on the safe side.


* Maintenant, faisons les soustractions. Sélectionnez le premier pied, puis, avec la touche CTRL enfoncée, sélectionnez un des cylindres qui le traversent, appuyez sur le bouton '''Soustraction'''. Le trou sera fait et le cylindre caché. Vous le trouverez dans l'arborescence en développant le pied percé.
* Now let's do the subtractions. Select the first foot, then, with CTRL pressed, select one of the tubes that crosses it, press the '''Cut''' button. The hole will be done, and the tube hidden. Find it in the tree view by expanding the pierced foot.
* Sélectionnez un autre pied percé par ce cylindre caché, puis répétez l'opération. Cette fois-ci, sélectionnez le cylindre dans l'arborescence avec Ctrl +, puiqu'il est caché dans la vue 3D (vous pouvez également le rendre visible pour le sélectionner dans la vue 3D). Répétez ceci pour les autres pieds jusqu'à ce que chacun d'eux ait ses deux trous :
* Select another foot pierced by this hidden tube, then repeat the operation, this time Ctrl+ selecting the tube in the tree view, as it is hidden in the 3D view (you can also make it visible again and select it in the 3D view). Repeat this for the other feet until each of them has its two holes:


[[Image:Exercise_table_05.jpg]]
[[Image:Exercise_table_05.jpg]]


Comme vous pouvez le voir, chaque pied est devenu une série assez longue d'opérations. Tout cela reste paramétrique, et vous pouvez changer n'importe quel paramètre de l'une des anciennes opérations à tout moment. Dans FreeCAD, nous nous référons souvent à cette pile comme «historique de la modélisation» (ou parfois arbre de construction), car elle porte en fait tout l’historique des opérations que vous avez effectuées.
As you can see, each foot has become a quite long series of operations. All this stays parametric, and you can go change any parameter of any of the older operations anytime. In FreeCAD, we often refer to this pile as "modeling history", since it in fact carries all the history of the operations you did.


Another particularity of FreeCAD is that the concept of 3D object and the concept of 3D operation tend to blend into one same thing. The Cut is at the same time an operation, and the 3D object resulting from this operation. In FreeCAD this is called a "feature", rather than object or operation.
Une autre particularité de FreeCAD est que le concept de l'objet 3D et le concept de l'opération 3D ont tendance à se fondre en une même chose. La soustraction est à la fois une opération et l’objet 3D résultant de cette opération. Dans FreeCAD, cela s'appelle une "fonctionnalité", plutôt que objet ou opération.


* Now let's do the tabletop, it will be a simple block of wood, let's do it with another '''Box''' with length: 126cm, width: 86cm, height: 8cm, position: x: 10mm, y: 10mm, z, 67cm. In the '''View''' tab, you can give it a nice brownish, wood-like color by changing its '''Shape Color''' property:
* Maintenant, faisons le dessus de la table, ce sera un simple bloc de bois ; faisons-le avec une autre '''Boîte''' de longueur: 126cm, largeur: 86cm, hauteur: 8cm, position: x: 10mm, y: 10mm, z, 67cm. Dans l'onglet Affichage, vous pouvez lui donner une couleur marron pour simuler le bois en changeant sa '''Propriété couleur''' :


[[Image:Exercise_table_06.jpg]]
[[Image:Exercise_table_06.jpg]]


Notez que, bien que les pieds aient 8 mm d'épaisseur, nous les avons placé à 10 mm, créeant un jeu de 2 mm avec le plateau de la table. Ce n'est pas nécessaire bien sûr. Cela n'arrivera pas avec la vraie table mais c'est une pratique courante utilisée dans ce genre de modèles "assemblés". Cela aide les personnes qui regardent le modèle à comprendre que ce sont des pièces indépendantes et qui devront être jointes ensemble manuellement plus tard.
Notice that, although the legs are 8mm thick, we placed it 10mm away, leaving 2mm between them. This is not necessary, of course, it won't happen with the real table, but it is a common thing to do in that kind of "assembled" models, it helps people who look at the model to understand that these are independent parts, that will need to be attached together manually later.


Maintenant que nos cinq pièces sont complètes, c'est le moment pour leur donner des noms plus parlant que "Cut015". En cliquant avec le bouton droit sur les objets dans l'arborescence (ou en appuyant sur '''F2'''), vous pouvez les renommer de façon plus significative pour vous-même ou pour une autre personne qui ouvrirait votre travail plus tard. On dit souvent que le fait de donner simplement des noms concrets à vos objets est beaucoup plus important que la façon dont vous les modélisez.
Now that our five pieces are complete, it is a good time to give them more proper names than "Cut015". By right-clicking the objects in the tree view (or pressing '''F2'''), you can rename them to something more meaningful to yourself or to another person who would open your file later. It is often said that simply giving proper names to your objects is much more important than the way you model them.


* We will now place some screws. There is nowadays an extremely useful addon developed by a member of the FreeCAD community, that you can find on the [https://github.com/FreeCAD/FreeCAD-addons FreeCAD addons] repository, called [https://github.com/shaise/FreeCAD_FastenersWB Fasteners], that makes the insertion of screws very easy. Installing additional workbenches is easy and described on the addons pages.
* Nous allons maintenant placer des vis. Il existe aujourd'hui une extension extrêmement utile développé par un membre de la communauté FreeCAD que vous trouverez dans le dépôt des extensions de FreeCad ([https://github.com/FreeCAD/FreeCAD-addons github FreeCAD addons]) appelé [https://github.com/shaise/FreeCAD_FastenersWB Fasteners]. Il facilite l'insertion de vis. L'installation d’ateliers supplémentaires est simple et est décrite dans les pages du [[Std_AddonMgr/fr|Gestionnaire des extensions]].
* Une fois que vous avez installé l’atelier Fasteners et redémarré FreeCAD, il apparait dans la liste des ateliers, et nous pouvons l’utiliser. Ajouter une vis à l'un de nos trous est effectué en sélectionnant d'abord l'arête circulaire de notre trou :
* Once you have installed the Fasteners Workbench and restarted FreeCAD, it will appear in the workbenches list, and we can switch to it. Adding a screw to one of our holes is done by first selecting the circular edge of our hole:


[[Image:Exercise_table_07.jpg]]
[[Image:Exercise_table_07.jpg]]


* Ensuite, nous pouvons appuyer sur une des icônes de vis de l’atelier Fasteners, par exemple le '''boulon hexagonal EN 1665 à brides, série lourde'''. La vis sera placée et alignée sur notre trou, et le diamètre sera automatiquement sélectionné pour correspondre à la taille de notre trou. Parfois, la vis est inversée, ce que nous pouvons corriger en '''inversant son sens'''. Nous pouvons également définir son décalage à 2mm, pour suivre la même règle que nous avons utilisée entre la table et les pieds :
* Then we can press one of the screw buttons of the Fasteners Workbench, for example the '''EN 1665 Hexagon bolt with flanges, heavy series'''. The screw will be placed and aligned with our hole, and the diameter will automatically be selected to match the size of our hole. Sometimes the screw will be placed inverted, which we can correct by flipping its '''invert''' property. We can also set its offset to 2mm, to follow the same rule we used between the tabletop and the feet:


[[Image:Exercise_table_08.jpg]]
[[Image:Exercise_table_08.jpg]]


* Repeat this for all the holes, and our table is complete!
* Répétez ceci pour tous les trous et notre table est complète !


'''The internal structure of Part objects'''
'''La structure interne des objets Part'''


Comme nous l'avons vu ci-dessus, il est possible dans FreeCAD de sélectionner non seulement des objets entiers, mais aussi des éléments de ces objets, comme par exemple la bordure circulaire de notre trou de vis. C'est le bon moment pour regarder rapidement la façon dont les objets Part sont construits en interne. Chaque atelier qui produit une géométrie Part sera basée sur ceux-ci :
As we saw above, it is possible in FreeCAD to select not only whole objects, but parts of them, such as the circular border of our screw hole. This is a good time to have a quick look at how Part objects are constructed internally. Every workbench that produces Part geometry will be based on these:


* '''Vertices''': These are points (usually endpoints) on which all the rest is built. For example, a line has two vertices.
* '''Sommets''' : ce sont des points (généralement des points d'extrémité) sur lesquels tout le reste est construit. Par exemple, une ligne comporte deux sommets.
* '''Edges''': the edges are linear geometry like lines, arcs, ellipses or [https://en.wikipedia.org/wiki/Non-uniform_rational_B-spline NURBS] curves. They usually have two vertices, but some special cases have only one (a closed circle for example).
* '''Arêtes''' : les arêtes sont de la géométrie linéaire comme les lignes, les arcs, les ellipses ou les courbes [https://fr.wikipedia.org/wiki/NURBS NURBS]. Elles ont généralement deux sommets, mais certains cas particuliers en ont seulement un (un cercle fermé par exemple).
* '''Lignes composites''' : une ligne composite est une succession d'arêtes connectées par leurs extrémités. Elle peut contenir des arêtes de n'importe quel type, et elle peut être fermée ou non.
* '''Wires''': A wire is a sequence of edges connected by their endpoints. It can contain edges of any type, and it can be closed or not.
* '''Faces''': Faces can be planar or curved, and can be formed by one closed wire, which forms the border of the face, or more than one, in case the face has holes.
* '''Faces''' : les faces peuvent être planaires ou courbes. Elles peuvent être formées par une ligne composite fermée, celle-ci génère la bordure extérieure de la face, ou plus d'une dans le cas où la face a des trous.
* '''Shells''': Shells are simply a group of faces connected by their edges. It can be open or closed.
* '''Coques''' : les coques sont simplement un groupe de faces reliées par leurs bords. Elles peuvent être ouvertes ou fermées.
* '''Solides''' : lorsqu'une coquille est complètement fermée, c'est-à-dire qu'elle n'a pas de "fuite", elle devient solide. Les solides portent la notion d'intérieur et d'extérieur. De nombreux ateliers s'appuient sur cette notion pour que les objets qu'ils produisent puissent être construits dans le monde réel.
* '''Solids''': When a shell is tightly closed, that is, it has no "leak", it becomes a solid. Solids carry the notion of inside and outside. Many workbench rely on this to make sure the objects they produce can be built in the real world.
* '''Compounds''': Compounds are simply aggregates of other shapes, no matter their type, into a single shape.
* '''Composés''' : Les composés sont simplement des agrégats d'autres formes, quel que soit leur type, en une seule forme.


In the 3D view, you can select individual '''vertices''', '''edges''' or '''faces'''. Selecting one of these also selects the whole object.
Dans la vue 3D, vous pouvez sélectionner individuellement des '''sommets''', des '''arêtes''' ou des '''faces'''. En sélectionnant l'un d’entre eux, vous sélectionnez également l'objet entier.


'''A note about shared design'''
'''Une note sur le design partagé'''


Vous pourriez regarder la table ci-dessus et penser que son design n'est pas bon. La fixation des pieds sur le plateau de table est probablement trop faible. Vous voudriez peut-être ajouter des pièces de renfort ou simplement vous avez d'autres idées pour mieux la faire. C'est là que le partage devient intéressant. Vous pouvez téléchargez le fichier effectué pendant cet exercice à partir du lien ci-dessous et le modifier pour l'améliorer. Ensuite, si vous partagez ce fichier amélioré, d'autres pourraient être en mesure de le rendre encore mieux ou utiliser votre table dans leurs projets. Votre conception pourrait alors donner d'autres idées à d'autres personnes, et peut-être vous aurez aidé un petit peu à faire un monde meilleur ...
You might look at the table above, and think its design is not good. The tightening of the feet with the tabletop is probably too weak. You might want to add reinforcing pieces, or simply you have other ideas to make it better. This is where sharing becomes interesting. You can download the file made during this exercise from the link below, and modify it to make it better. Then, if you share that improved file, others might be able to make it even better, or use your well-designed table in their projects. Your design might then give other ideas to other people, and maybe you will have helped a tiny bit to make a better world...


'''Downloads'''
'''Téléchargements'''


* The file produced in this exercise: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/table.FCStd
Le fichier produit dans cet exercice: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCADmanual/blob/master/files/table.FCStd


'''Read more'''
'''Lire plus d’informations'''


* [[Part_Module|The Part Workbench]]
* [[Part_Workbench/fr|Atelier Part ]]
* [https://github.com/FreeCAD/FreeCAD-addons The FreeCAD addons repository]
* [https://github.com/FreeCAD/FreeCAD-addons Le dépôt FreeCAD addons]
* [https://github.com/shaise/FreeCAD_FastenersWB The Fasteners Workbench]
* [https://github.com/shaise/FreeCAD_FastenersWB L’atelier Fasteners]



[[Category:Tutorials]]
{{Docnav/fr
<languages/>
|[[Manual:All_workbenches_at_a_glance/fr|Tous les ateliers en un coup d'œil]]
|[[Manual:Traditional_2D_drafting/fr|Dessin 2D traditionnel]]
|[[Manual:Introduction/fr|Début du manuel]]
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[[Category:Tutorials{{#translation:}}]]

Latest revision as of 20:10, 4 November 2023

La géométrie de construction de solides (CSG en anglais : Constructive Solid Geometry) décrit la manière la plus simple de travailler avec la géométrie 3D des solides. Elle crée des objets complexes en ajoutant/enlevant des éléments de volumes en utilisant des opérations booléennes telles que l'union, la soustraction ou l'intersection de solides.

Comme nous l'avons vu plus tôt dans ce manuel, FreeCAD peut gérer de nombreux types de géométrie. La géométrie préférée et la plus utile pour la conception d'objets 3D avec FreeCAD, c'est-à-dire les objets du monde réel, est sans aucun doute la géométrie BREP, principalement prise en charge par l’atelier Part. Contrairement aux maillages de polygones, constitués uniquement de points et de triangles, les objets BREP ont leurs faces définies par des courbes mathématiques qui permettent une précision absolue, peu importe l'échelle.

La différence entre les deux géométries (BREP et maillage polygonal) peut être comparée à celle existant entre les images au format bitmap et les images vectorielles. Comme pour les images bitmap, les maillons polygonaux ont leurs surfaces courbes fractionnées en une série de points. Si vous regardez de très près ou imprimiez en très grand un objet maillé, vous n’allez pas voir une surface courbe mais une surface facettée. Dans les images vectorielles et les données BREP, la position de n'importe quel point sur une courbe n'est pas stockée dans la géométrie mais est calculée à la volée, générant une précision exacte.

Dans FreeCAD, toute la géométrie basée sur BREP est gérée par un autre logiciel open source, OpenCasCade. L'interface principale entre FreeCAD et le noyau OpenCasCade est l’atelier Part. La plupart des autres ateliers créent leurs fonctionnalités par dessus l’atelier Part.

Bien que d'autres ateliers proposent souvent des outils plus avancés pour construire et manipuler la géométrie, tous manipulent les objets Part, il est très utile de savoir comment ces objets fonctionnent en interne et peuvent utiliser les outils de Part. Plus simples, ils peuvent très souvent vous aider à contourner les problèmes que des outils les plus intelligents ne parviennent pas à résoudre correctement.

Pour illustrer le fonctionnement de l’atelier Part, nous modéliserons cette table en utilisant uniquement des opérations CSG (à l'exception des vis, pour lesquelles nous utiliserons l'une des extensions, et les dimensions qui seront vues au chapitre suivant) :

Créez un nouveau document (Ctrl+N ou par le menu Fichier → Nouveau document). Le document reçoit le nom "Sans nom1" dans la Vue Combinée. Si vous le sauvegardez (Ctrl+Maj+S ou par le menu Fichier → Enregistrer sous) comme un nouveau document FreeCAD avec le nom "table.Fcstd" alors le document sera renommé "table", ce qui est plus facile à identifier.

Maintenant basculez sur l'atelier Part et commencez à créer la première patte de la table:

  • Appuyez sur le bouton Cube
  • Sélectionnez le cube obtenu, puis définissez les propriétés suivantes (onglet Données) :
    • Longueur : 80mm (ou 8cm, ou 0.8m, FreeCAD fonctionne dans n'importe quelle unité)
    • Largeur : 80mm
    • Hauteur : 75cm
  • Dupliquez la boîte en appuyant sur Ctrl + C puis sur Ctrl + V (ou menu Édition → Copier et coller) (à première vue il n'y a pas de différences, les deux objets se superposant)
  • Sélectionnez le nouvel objet Cube001 en cliquant dessus à partir de l'onglet Modèle situé à gauche
  • Changez sa position en modifiant ses propriétés de placement :
    • Position x : 8mm
    • Position y : 8mm

Vous devriez obtenir deux boîtes hautes, distante de 8 mm l'une de l'autre :

  • Maintenant, nous pouvons soustraire l'une de l'autre: Sélectionnez la première, c'est-à-dire celle qui va rester, puis avec la touche CTRL enfoncée, sélectionnez l'autre qui sera soustraite (l'ordre est important) et appuyez sur le bouton Soustraction (soustraction booléenne)  :

Observez que l'objet nouvellement créé, appelé "Cut", contient toujours les deux cubes que nous avons utilisés comme les opérandes. En fait, les deux cubes sont toujours présents dans le document, ils ont simplement été cachés et regroupés sous l'objet "Cut" dans l'arborescence. Vous pouvez toujours les sélectionner en développant la flèche à côté de l'objet "Cut" et, si vous le souhaitez, les rendre visibles à nouveau en cliquant droit sur eux ou en modifiant l'une de leurs propriétés.

Vous pouvez également utiliser l'outils Soustraction et d'autres outils booléens via la "Vue combinée" avec Part Opération booléenne. Cela donne un moyen plus explicite mais plus long de le faire.

  • Maintenant, créez les trois autres pieds en copiant notre boîte de base 6 autres fois. Puisqu'elle est toujours copiée, vous pouvez simplement coller (Ctrl + V) 6 fois. Modifiez leur position comme suit :
    • cube002 : x : 0, y : 80cm
    • cube003 : x : 8mm, y : 79.2cm
    • cube004 : x : 120cm, y : 0
    • cube005 : x : 119.2cm, y : 8mm
    • cube006 : x : 120cm, y : 80cm
    • cube007 : x : 119.2cm, y : 79.2cm
  • Faites les trois autres coupes en sélectionnant d'abord le cube "hôte" puis le cube à soustraire. Nous avons maintenant quatre objets Cut:

Vous avez peut-être pensé qu'au lieu de dupliquer le cube de base six fois, nous aurions pu dupliquer le pied complet trois fois. C'est tout à fait vrai. Dans FreeCAD, il existe plusieurs façons d'obtenir un même résultat. C'est un point important à retenir parce que lorsque nous progresserons vers des objets plus complexes, certaines opérations pourraient ne pas donner un résultat satisfaisant. Nous devrons alors essayer d'autres façons.

  • Nous allons maintenant faire des trous pour les vis en utilisant la même méthode de coupe. Puisque nous avons besoin de 8 trous, deux dans chaque pied, nous pourrions faire 8 objets à soustraire. Au lieu de cela, voici une autre manière: créons quatre cylindres en utilisant l'outil Cylindre (un cylindre pour deux pieds). Vous pouvez à nouveau en faire un seul et le copier ensuite. Donnez à tous les cylindres un rayon de 6 mm. Cette fois, nous devrons les faire pivoter, ce qui se fait également par la propriété Placement de l'onglet Données (Note: changez la propriété de l'Axe avant de modifier la valeur de l'angle ou la rotation ne sera pas appliqué)
    • Cylindre : hauteur : 130cm, angle : 90°, axe: x : 0, y : 1, position : x : -10mm, y : 40mm, z : 72cm
    • Cylindre001 : hauteur : 130cm, angle : 90°, axe : x : 0, y : 1, position : x : -10mm, y : 84cm, z : 72cm
    • Cylindre002 : hauteur : 90cm, angle : 90°, axe : x : -1, y : 0, position : x : 40mm, y : -10mm, z : 70cm
    • Cylindre003 : hauteur : 90cm, angle : 90°, axe : x : -1, y : 0, position : x: 124cm, y : -10mm, z : 70cm

Vous remarquerez que les cylindres sont un peu plus longs que nécessaire. C'est parce que comme dans toutes les applications 3D solides, les opérations booléennes dans FreeCAD sont parfois trop sensibles à des situations face-sur-face et pourraient échouer. En faisant cela, nous nous sommes placés dans une situation sûre.

  • Maintenant, faisons les soustractions. Sélectionnez le premier pied, puis, avec la touche CTRL enfoncée, sélectionnez un des cylindres qui le traversent, appuyez sur le bouton Soustraction. Le trou sera fait et le cylindre caché. Vous le trouverez dans l'arborescence en développant le pied percé.
  • Sélectionnez un autre pied percé par ce cylindre caché, puis répétez l'opération. Cette fois-ci, sélectionnez le cylindre dans l'arborescence avec Ctrl +, puiqu'il est caché dans la vue 3D (vous pouvez également le rendre visible pour le sélectionner dans la vue 3D). Répétez ceci pour les autres pieds jusqu'à ce que chacun d'eux ait ses deux trous :

Comme vous pouvez le voir, chaque pied est devenu une série assez longue d'opérations. Tout cela reste paramétrique, et vous pouvez changer n'importe quel paramètre de l'une des anciennes opérations à tout moment. Dans FreeCAD, nous nous référons souvent à cette pile comme «historique de la modélisation» (ou parfois arbre de construction), car elle porte en fait tout l’historique des opérations que vous avez effectuées.

Une autre particularité de FreeCAD est que le concept de l'objet 3D et le concept de l'opération 3D ont tendance à se fondre en une même chose. La soustraction est à la fois une opération et l’objet 3D résultant de cette opération. Dans FreeCAD, cela s'appelle une "fonctionnalité", plutôt que objet ou opération.

  • Maintenant, faisons le dessus de la table, ce sera un simple bloc de bois ; faisons-le avec une autre Boîte de longueur: 126cm, largeur: 86cm, hauteur: 8cm, position: x: 10mm, y: 10mm, z, 67cm. Dans l'onglet Affichage, vous pouvez lui donner une couleur marron pour simuler le bois en changeant sa Propriété couleur :

Notez que, bien que les pieds aient 8 mm d'épaisseur, nous les avons placé à 10 mm, créeant un jeu de 2 mm avec le plateau de la table. Ce n'est pas nécessaire bien sûr. Cela n'arrivera pas avec la vraie table mais c'est une pratique courante utilisée dans ce genre de modèles "assemblés". Cela aide les personnes qui regardent le modèle à comprendre que ce sont des pièces indépendantes et qui devront être jointes ensemble manuellement plus tard.

Maintenant que nos cinq pièces sont complètes, c'est le moment pour leur donner des noms plus parlant que "Cut015". En cliquant avec le bouton droit sur les objets dans l'arborescence (ou en appuyant sur F2), vous pouvez les renommer de façon plus significative pour vous-même ou pour une autre personne qui ouvrirait votre travail plus tard. On dit souvent que le fait de donner simplement des noms concrets à vos objets est beaucoup plus important que la façon dont vous les modélisez.

  • Nous allons maintenant placer des vis. Il existe aujourd'hui une extension extrêmement utile développé par un membre de la communauté FreeCAD que vous trouverez dans le dépôt des extensions de FreeCad (github FreeCAD addons) appelé Fasteners. Il facilite l'insertion de vis. L'installation d’ateliers supplémentaires est simple et est décrite dans les pages du Gestionnaire des extensions.
  • Une fois que vous avez installé l’atelier Fasteners et redémarré FreeCAD, il apparait dans la liste des ateliers, et nous pouvons l’utiliser. Ajouter une vis à l'un de nos trous est effectué en sélectionnant d'abord l'arête circulaire de notre trou :

  • Ensuite, nous pouvons appuyer sur une des icônes de vis de l’atelier Fasteners, par exemple le boulon hexagonal EN 1665 à brides, série lourde. La vis sera placée et alignée sur notre trou, et le diamètre sera automatiquement sélectionné pour correspondre à la taille de notre trou. Parfois, la vis est inversée, ce que nous pouvons corriger en inversant son sens. Nous pouvons également définir son décalage à 2mm, pour suivre la même règle que nous avons utilisée entre la table et les pieds :

  • Répétez ceci pour tous les trous et notre table est complète !

La structure interne des objets Part

Comme nous l'avons vu ci-dessus, il est possible dans FreeCAD de sélectionner non seulement des objets entiers, mais aussi des éléments de ces objets, comme par exemple la bordure circulaire de notre trou de vis. C'est le bon moment pour regarder rapidement la façon dont les objets Part sont construits en interne. Chaque atelier qui produit une géométrie Part sera basée sur ceux-ci :

  • Sommets : ce sont des points (généralement des points d'extrémité) sur lesquels tout le reste est construit. Par exemple, une ligne comporte deux sommets.
  • Arêtes : les arêtes sont de la géométrie linéaire comme les lignes, les arcs, les ellipses ou les courbes NURBS. Elles ont généralement deux sommets, mais certains cas particuliers en ont seulement un (un cercle fermé par exemple).
  • Lignes composites : une ligne composite est une succession d'arêtes connectées par leurs extrémités. Elle peut contenir des arêtes de n'importe quel type, et elle peut être fermée ou non.
  • Faces : les faces peuvent être planaires ou courbes. Elles peuvent être formées par une ligne composite fermée, celle-ci génère la bordure extérieure de la face, ou plus d'une dans le cas où la face a des trous.
  • Coques : les coques sont simplement un groupe de faces reliées par leurs bords. Elles peuvent être ouvertes ou fermées.
  • Solides : lorsqu'une coquille est complètement fermée, c'est-à-dire qu'elle n'a pas de "fuite", elle devient solide. Les solides portent la notion d'intérieur et d'extérieur. De nombreux ateliers s'appuient sur cette notion pour que les objets qu'ils produisent puissent être construits dans le monde réel.
  • Composés : Les composés sont simplement des agrégats d'autres formes, quel que soit leur type, en une seule forme.

Dans la vue 3D, vous pouvez sélectionner individuellement des sommets, des arêtes ou des faces. En sélectionnant l'un d’entre eux, vous sélectionnez également l'objet entier.

Une note sur le design partagé

Vous pourriez regarder la table ci-dessus et penser que son design n'est pas bon. La fixation des pieds sur le plateau de table est probablement trop faible. Vous voudriez peut-être ajouter des pièces de renfort ou simplement vous avez d'autres idées pour mieux la faire. C'est là que le partage devient intéressant. Vous pouvez téléchargez le fichier effectué pendant cet exercice à partir du lien ci-dessous et le modifier pour l'améliorer. Ensuite, si vous partagez ce fichier amélioré, d'autres pourraient être en mesure de le rendre encore mieux ou utiliser votre table dans leurs projets. Votre conception pourrait alors donner d'autres idées à d'autres personnes, et peut-être vous aurez aidé un petit peu à faire un monde meilleur ...

Téléchargements

Le fichier produit dans cet exercice: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCADmanual/blob/master/files/table.FCStd

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