freecad что это за программа
Программа для 3D моделирования Free cad
Для того, чтобы создавать 3D объекты высокого качества, можно воспользоваться программой Freecad. Она проста для освоения, обладает большим количеством полезных инструментов, позволяет проводить расширение функциональности. Эта программа создаёт параметрические объекты, позволяющие корректировать форму модели без внесения изменений в предварительно подготовленный чертёж.
Область применения
Эта программа может использоваться для проектирования трёхмерных деталей. Она проста для освоения и обладает понятным, продуманным интерфейсом. Freecad предназначена для параметрического моделирование. Это означает, что сделав модель, её можно менять, корректируя параметры и не внося более сложных изменений. Таким образом, уменьшается риск снизить качество чертежа при доработке.
Модульная структура позволяет наращивать функциональность путём добавления новых компонентов. Использование скриптовых языков дает возможность самостоятельно создавать нужные дополнения, улучшающие функциональность.
Это приложение будет полезно для следующих категорий пользователей:
Функциональные возможности приложения
Программа была создана для 3D CAD моделирования. Основным типом чертежей являются машиностроительные. Приложение себя хорошо зарекомендовало для использования в качестве программы для архитектурного моделирования. Программа попадает также в такие категории: САПР, CAE, PLM, Cax. Здесь имеются возможности для совместной работы с другими приложениями, например, с KiCad.
В программе предусмотрено большое количество 2D инструментов. Они позволяют сделать качественное двумерное изображение трёхмерного объекта.
Функциональные возможности приложения позволяют сделать следующее:
Эти и другие возможности позволяют эффективно использовать Freecad для трёхмерного моделирования. В последних моделях приняты дополнительные меры для того, чтобы программа демонстрировала стабильность и надёжность.
Особенности интерфейса
Используемые инструменты разделены на группы:
Имеются встроенные электронные таблицы. Они используются для хранения параметров Freecad модели. Содержимое таблиц можно изменять, модифицируя созданный объект.
Доступно создание многокомпонентных конструкций. При этом сначала создаются детали, а затем из них собирается нужный объект.
Работа с ПО
После запуска пользователь попадает в главное окно программы. Оно разделено на две части. Справа находится поле, в котором будет создаваться трёхмерная модель. У левого поля можно выбрать из двух вкладок: «model» и «Задачи». На первой из них можно переключать вид, выбирать нужные элементы, изменять масштаб, вращать деталь или делать другие действия. Во второй отображаются особенности выполняемых задач. Если некоторые из них являются активными и требуют ввод от пользователя, то рядом с ними отображается иконка в виде карандаша.
Для того, чтобы выбрать подходящие инструменты, необходимо установить соответствующий им режим. Здесь не предусмотрено одновременное наличие сразу всех их.
Перед началом работы переходят в пункт главного меню – «Рабочий стол». После этого открывается возможность выбирать из всех доступных режимов работы. Доступно черчение, редактирование или просмотр.
Программа использует в работе собственный графический формат: FCStd. При сохранении можно выбрать один из наиболее распространённых вариантов: Freecad DWG, DXF, SVG, PDF и ещё много других распространённых вариантов.
Работая с моделями можно применять следующее:
Эта программа, хотя имеет значительные возможности, тем не менее отличается скромным потреблением ресурсов компьютера. С ней удобно работать даже на машинах бюджетного класса с объёмом оперативной памяти от 800 МБ. Дистрибутив занимает 125 МБ, что для современных утилит совсем немного.
Преимущества редактора
Оставленные о Freecad отзывы, показывают, что программа имеет следующие достоинства:
Чертежи, которые создаются при помощи редактора, являются параметрическими. А при их рисовании не нужно прилагать значительные усилия для получения качественного результата.
Недостатки
Программа обладает всего двумя явными минусами:
Заключение
Freecad поможет нарисовать трёхмерные детали. Здесь можно создать самому дополнения для увеличения функциональности редактора или воспользоваться уже готовыми. Однако уровень функциональности недостаточен для использования в сложных коммерческих проектах.
Полезное видео
Практический урок для новичков:
Описание программы Freecad
FreeCAD – это бесплатная САПР (Система автоматизированного проектирования) с открытым исходным кодом. Она помогает в проектировке самых различных 3D моделей: от мелких деталей до плана комнаты. Она является аналогом AutoCAD и других платных программ, ведь FreeCAD подходит, как для домашнего, так и для коммерческого использования.
Описание программы
FreeCAD – полный аналог остальных САПР, который был перенесен на Linux, Mac OS, Windows, Unix. Его интерфейс недалеко ушел от программ до 2010 года, но из-за этого он не перестает быть интуитивно понятным.
Сверху располагаются все основные инструменты программы: измерительные приборы, различные способы трансформировать модель, закреплять отдельные ее части. Все они выведены в отдельные кнопки с понятными иконками и подписями. Для различных видов работы есть разные шаблоны инструментов, которые подойдут для работы с отдельной моделью или же для проектировки помещения с огромным количеством объектов в виде мебели.
Слева располагается меню для работы со всеми недавними файлами, моделями. В нижнем левом углу находится описание свойств текущего объекта.
Для удобства работы сразу с несколькими проектами можно выводить несколько моделей в разные вкладки в одной программе, а после мгновенно к ним переходить, если хватает оперативной памяти.
Рабочее пространство стандартное, есть удобное, интуитивно понятное масштабирование, управление камерой, смена различных ракурсов, закрепление движений на одном объекте. С программой можно работать, используя мышку и клавиатурой либо графический планшет.
Назначение FreeCAD
FreeCAD – прекрасный вариант для начинающих дизайнеров и инженеров, а также для опытных профессионалов. Единственное «но» — если пользователь привык к интерфейсу старой САПР, с которой долгое время работал, то привыкать к новому меню FreeCAD придется достаточно долго.
Его можно использовать бесплатно обычным людям и компаниям. Также можно свободно изменять код программы, что описано в условиях ее лицензии, на этом строится «Открытый исходных код» или Open Source. Но продавать такую измененную версию программы нельзя, а нововведения нужно опубликовывать в открытый доступ, если есть желание продавать технику с уже установленной новой версией программы.
Существующие версии ПО
На февраль 2021 года программа долгое время находится в открытом бета-тестировании, а точнее актуальной версией является 0.18.
Если, по какой-то причине, необходимо установить более старые версии программы, то все они хранятся прямо здесь, а также на GitHub или официальном сайте разработчиков.
Если говорить о местных бесплатных плагинах или «модулях», то они уже не являются официальной разработкой авторов ПО. Их можно свободно найти в интернете и установить на свою программу, некоторые из них являются полностью готовыми инструментами, некоторые так же, как FreeCAD, все еще в бета-тесте.
Функциональные возможности
FreeCAD умеет свободно изменять 3D модели, трансформировать их в любые формы, добавлять мелкие детали, размер которых зависит только от мощности и точности используемого оборудования. Изменение можно проводить на всех плоскостях объекта.
Основная функция FreeCAD – удобное создание чертежей в 2D пространстве, установка всех соответствующих размеров, разметка, автоматическая перегонка чертежа в 3D модель, которую позже можно корректировать зависимо от надобности. Есть возможность повторения какого-либо изменения на всей поверхности детали, придания контура и понятных очертаний.
Для создания анимации или проработки дальнейшего функционирования модели можно написать свои макросы, которые в 2 клика импортировать и экспортировать куда угодно.
Одна из главных особенностей FreeCAD, из-за чего программу берут энтузиасты, – это возможность свободного изменения, дополнения ее открытого кода. Благодаря этому программе можно добавить новые «модули», открывающие дополнительный функционал для тех видов работ, которые нужны конкретному пользователю. Можно создать, буквально, индивидуальную САПР.
Достоинства FreeCAD
Плюсов у этой программы много, но вот основные из них:
Недостатки
Итоги
FreeCAD – очень перспективное ПО для проектировки моделей, над которым работают сотни людей, чтобы сделать бесплатную программу лучше ее платных аналогов. У нее есть множество плюсов, но также есть и недостатки, критичные для неподготовленных пользователей, по большей части из которых и состоят текущие инженеры.
Как программа для личного пользования FreeCAD годится на отлично, как недорогой вариант для коммерческого использования подготовленными специалистами – тоже, но сейчас крупные и государственные предприятия никак не смогут заменить прямой аналог AutoCAD его бесплатной версией в виде FreeCAD.
Полезное видео
Дополнительный материал по теме:
Введение
FreeCAD это приложение объёмного параметрического моделирования, разрабатываемого на принципе открытых исходных кодов. Он сделан в первую очередь для моделирования реальных объектов, от мелких электронных компонентов до проектов зданий и гражданского строительства, с ориентацией на объекты, пригодные для трёхмерной печати. FreeCAD может быть свободно загружаться, использоваться, распространяться и модифицироваться, и его исходный код открыт и опубликован под многое допускающей лицензией LGPL. Результаты Вашей работы с FreeCAD полностью Ваши, и могут быть использованы без FreeCAD.
FreeCAD это так же фундаментально социальный проект, поскольку он разрабатывается и поддерживается сообществом разработчиков и пользователей, объединённых своей любовью к FreeCAD.
Это руководство является экспериментом, использующим другой подход относительно официальной вики-документации FreeCAD. Эта вики пишется совместно множеством членов сообщества. Подобно другим вики, там полно информации, но новичкам в нём порой трудно ориентироваться. Это превращает его в драгоценный справочный ресурс, но не очень практичный инструмент для изучения FreeCAD. Это руководство проведёт Вас через эту же самую информацию, доступную через вики, но мы надеемся, что пошаговый подход, базирующийся на примерах, и более унифицированный тон меньшего числа авторов сделает его более полезным для первых контактов с FreeCAD. Он станет спутником вики, но не заменит его.
Это руководство написано для новейшей стабильной версии FreeCAD, версии 0.18 (early 2019)
Содержимое этого руководства опубликовано под лицензией Creative Commons 4.0, и может быть свободно использоваться, загружаться, копироваться и модифицироваться. Исходные файлы для этого руководства располагаются на вики, и на оригинальном аккаунте github, использовавшего первую версию этой книги. Более простые для чтения версии HTML, PDF, MOBI и EPUB доступны на GitBook. Так же приготовлена печатная версия.
Знакомьтесь: FreeCAD
FreeCAD — параметрический трехмерный редактор, позволяющий создавать объемные модели и чертежи их проекций.
Текущая версия FreeCAD — 0.12, но можно также скачать бета-версию 0.13 и попытаться ее скомпилировать.
FreeCAD поддерживает несколько различных форматов документов как на импорт, так и на экспорт, а также позволяет сохранять «снимки экрана» (в т.ч. в формате pdf).
Документация к FreeCAD довольно обильная, но все-таки не настолько полная, насколько бы хотелось. Вопросы по использованию этого продукта можно обсудить на форуме FreeCAD.
Для удобства рисования во FreeCAD есть возможность написания скриптов на питоне, а для мелких операций можно использовать консоль питона. Консоль, правда, элементарная: истории команд не имеет.
Я не буду переписывать многотомное руководство пользователя FreeCAD, а просто приведу пример того, что можно сделать с его помощью.
Но для начала поясню, как заставить FreeCAD «видеть» свои скрипты. Перед каждым запуском FreeCAD просматривает содержимое системных директорий, а также директории
/.FreeCAD/Mod/. Находящиеся там скрипты он и будет использовать в дальнейшем.
Скрипты во FreeCAD делятся на две категории: скрипты, вызываемые из командной строки (для их запуска необходимо сначала подгрузить командой питона import содержащий их модуль), а также скрипты, запускающиеся из GUI. Первые вы всегда можете перезагрузить командой reload, а вот для перезагрузки вторых (если вы внесли какие-то изменения в исходники), необходимо будет перезапустить FreeCAD. Сначала рассмотрим работу с первыми.
Рисуем «колесо»
Создадим эскиз (sketch) в XY-плоскости, на нем нарисуем профиль «половинки» нашего колеса.
Для этого сначала «на глаз» нарисуем основные формы в виде ломаной линии.
Далее в нужных местах срежем фаски (инструмент «fillet»). А после этого — расставим привязки точек. Начальные точки привяжем абсолютно. Параллельные объекты ограничим параллельностью, зададим расстояния между частями профиля и радиусы скруглений.
Затем завершим редактирование эскиза, выберем его в списке объектов (слева) и нажмем кнопку «вращать выбранный эскиз». Получим такое колесо:
Теперь создадим в «диске» выемки. Для этого сделаем еще один эскиз в плоскости XZ. В нем из отрезков и дуг сделаем вырез. Чтобы наше отверстие было точно симметрично относительно центра, сделаем привязку к двум невидимым линиям.
Вытянем наш эскиз на 100 единиц (чтобы он уж наверняка пересекал колесо) и переместим его (Plasement.Position) на 50 единиц по оси Y:
Теперь нам нужно «размножить» полученную фигуру по окружности, чтобы затем сделать вырезы в «колесе». Для «размножения» напишем скрипт NCopy.py:
Сохраним его в какой-нибудь поддиректории из
Функция CopyObj имеет вспомогательное значение (она нам пригодится в дальнейшем): эта функция просто создает копию данного объекта.
Теперь прикинем: нормаль к окружности, вдоль которой надо «размножать» объекты, имеет значение (0,1,0), угол между копиями сделаем равным 30 градусам, центр расположен по умолчанию (в начале координат), заполнить надо всю окружность. Таким образом, нам надо дать команды
Раскрываем появившуюся группу «CircularCopy», выделяем все объекты в ней и выполняем их объединение, появится объект «Fusion». Теперь выделим наше «колесо» («Revolution») и это объединение, нажав клавишу Ctrl, и выберем операцию «пересечение». В итоге в нашем «колесе» появятся вырезы:
И вот так будет выглядеть «колесо», экспортированное в pdf:
Разное
Добавлю еще несколько функций для копирования объектов.
Копирование объекта в заданное расположение (mv — вектор сдвига, axe — ось поворота, rot — угол поворота):
Копирование N раз на вектор V:
Копирование N раз по траектории — B-сплайну:
Рисуем подшипник
Теперь аналогично «колесу» мы можем нарисовать простой подшипник без сепаратора.
Для начала нарисуем обечайки. Опять-таки, «на глаз» нарисуем сначала контуры из ломаных линий, затем между ними нарисуем окружность, которую сразу же сделаем неактивной. Далее — наложим на наши фигуры ограничения: положения точек, вертикальность и горизонтальность участков, равенство одинаковых линий, тангенциальное ограничение одной точки борозды в обечайках и поверхности шарика, внесем кое-какие размеры. В итоге получим такой эскиз:
Выйдем из режима редактирования эскиза, выделим его на общем виде и активируем операцию вращения эскиза. В результате у нас получится вот такая симпатичная штука:
Теперь нам надо добавить шарики. Для этого активируем значок «Нарисовать сферу», чтобы получить сферу по умолчанию. Выделим ее и исправим параметры: радиус сделаем равным 15 единицам, а в положении (Placement.Position) координату X сделаем равной 58 единиц. Для того, чтобы «размножить» шарики, нам еще надо бы вычислить угловой диаметр одного шарика. Проще всего это сделать, опять открыв наш эскиз (теперь он принадлежит объекту «Revolution»). Чтобы обечайка не мешалась, выделим ее и нажмем пробел — она станет невидимой. Теперь нарисуем отрезок из начала координат к нашему шарику. Сделаем ограничения: один конец отрезка строго привяжем к началу координат, а второй сделаем касательной к шарику. Выделив этот отрезок, активируем ограничение по углу (конечно, FreeCAD будет ругаться на чрезмерное количество ограничений, но нам надо только посмотреть). Итак, этот угол равен 14.9882 градуса, грубо говоря — 15 градусов. Сразу же удалим это ограничение, чтобы FreeCAD не ругался и вернемся к нашим баранам общему виду. Выделим шарик и распределим его копии по окружности через каждые 30 градусов. По счастливой случайности нам нужно будет ввести аналогичные предыдущему пункту команды:
Теперь немного раскрасим наши объекты. Чтобы было проще раскрашивать шарики, объединим их в один объект. Для «красоты» сменим стиль отображения объектов с «Flat Lines» на «Shaded». Цвет шариков я сделал «золотым» (255, 214, 0), а цвет обечайки — «серебряным» (192, 192, 192). Можно цвет изменять не через GUI, а в командной строке (только RGB компоненты надо нормализовать на единицу). Если документ называется «bearing», то это будет выглядеть так:
Точно так же можно и изменить тип их отображения:
И можно сделать чертеж и экспортировать его в SVG:
Еще о скриптописании
/.FreeCAD/Mod/ или ее поддиректориях. Однако, чтобы сделать возможным запуск команд из GUI («кнопочки», «меню» и т.п.), необходимо сделать немного больше.
Во-первых, необходимо создать инициализирующий скрипт InitGui.py и поместить его в скриптовую поддиректорию. Этот скрипт FreeCAD запустит при просмотре содержимого нашей скриптовой директории.
Минимальное содержимое этого файла таково:
«Списки пунктов» list содержат строковые переменные — названия предоставляемых нашим инструментарием классов. Соответственно, для каждой строки из этих списков мы должны создать соответствующую команду или класс. При активации миниатюры на панели задач или пункта меню будет запущен конструктор этого класса, выполняющий какое-то действие. Минимальное содержимое этого класса таково:
Последняя строка говорит FreeCAD’у, что нашему классу OneAction будет соответствовать строка «Название пункта» (соответственно, эту строку мы поместим в списки класса-инициализатора нашего инструментария).
Для того, чтобы создавать новые объекты, мы должны для этих объектов создать отдельный класс. Минимальное содержимое этого класса таково:
Класс-провайдер обеспечивает GUI ресурсами (значками и т.п.).
Примеры скриптов можно посмотреть в директориях ресурсов FreeCAD и в официальной документации.
Напоследок приведу примеры. Первый пример нарисован без использования командной консоли:
Второй пример — при помощи несложных скриптов, позволяющих рисовать линзы. Вот где, как говорится, «лучше день потерять, зато потом за час долететь». Вот такой код:
позволяет получить такое:
На видео можно посмотреть, как выглядит эта модель.
Заинтересовавшимся советую зайти еще сюда и посмотреть еще множество всяких разных примеров.
UPD: вот пример реальной работы, выполненной во фрикаде (криостат).
Freecad что это за программа
FreeCAD предназначен главным образом для проектирования объектов реального мира. Всё, что вы делаете в FreeCAD, использует реальные единицы измерения микроны, километры, дюймы или футы, или даже любое их сочетание. FreeCAD предлагает инструменты для создания, экспорта и твердотельного моделирования моделей, экспорта их для трехмерной печати или обработки на ЧПУ станках, создания 2D рисунков и видов ваших моделей, выполнение анализов, таких как анализ конечных элементов, или экспорта данных модели, таких, как количество или ведомость материалов.
Мощное твердотельное геометрическое ядро
FreeCAD features an advanced geometry engine based on Open CASCADE Technology. It supports solids, Boundary Representation (BRep) objects, and Non-uniform rational basis spline (NURBS) curves and surfaces, and offers a wide range of tools to create and modify these objects, including complex Boolean operations, fillets, shape cleaning and much more.
Параметрическая среда с широкими возможностями
All FreeCAD objects are natively parametric, meaning their shape can be based on properties such as numeric values, texts, on/off buttons, or even other objects. All shape changes are recalculated on demand, recorded by an undo/redo stack, and allow to maintain a precise modelling history. Properties of one object can drive the value of properties of other objects, allowing complex, custom parametric chains that could only exist in your wildest dreams. New parametric objects are easy to code.
Python везде
While the FreeCAD core functionality is coded in C++ for robustness and performance, large parts of the external layers, workbenches and and almost all the communication between the core and the user interface is coded in Python, a flexible, user-friendly, easy to learn programming language. From Python code, you are able to do just anything in FreeCAD, from simple one-line commands in the integrated Python console to recording macros, coding your own tools up to full custom workbenches.
Совместимость с форматами файлов
FreeCAD allows you to import and export models and many other kinds of data from your models such as analyses results or quantities data to dozens of different file formats such as STEP, IGES, OBJ, STL, DWG, DXF, SVG, SHP, STL, DAE, IFC or OFF, NASTRAN, VRML, OpenSCAD CSG and many more, in addition to FreeCAD’s native FCStd file format. Add-on workbenches can also add more file formats.
Редактор 2D эскизов основанный на параметрических ограничениях
FreeCAD features a state-of-the-art Sketcher with integrated constraint-solver, allowing you to sketch geometry-constrained 2D shapes. Sketches are the main building block of FreeCAD, and the constrained 2D shapes built with it may then be used as a base to build other objects throughout FreeCAD, be it either with the dedicated Part Design workbench or any other workbench.
Большая (и развивающаяся) многопрофильная экосистема
FreeCAD offers dedicated workbenches for a variety of purposes such as CSG modeling, simple 2D CAD drafting, NURBS surfaces, architectural or BIM modeling, 3D printing, CAM and CNC, point clouds, working with OpenSCAD files, designing industrial robot trajectories, doing Finite Element Analyses, and much more. FreeCAD also provides easy tools to install and manage add-on workbenches and macros developed by the users community.
Разработано сообществом
FreeCAD производится для всех всеми. Он разработан и поддерживается сообществом разработчиков, пользователями, модераторами, переводчиками, всеми объединёнными желанием сделать FreeCAD свободным и мощным инструментом. Нет никаких коммерческих целей для принятия решений, нет настоятельных призывов обновить версию FreeCAD или заинтересовать Вас в конкретном рабочем процессе или экосистеме. Сам FreeCAD, файлы и данные, которые Вы производите с FreeCAD, являются действительно Вашими, навсегда.
Примечания к выпуску
Здесь находятся примечания к выпуску для текущих и предыдущих версий FreeCAD. Примечания к выпуску описывают, что нового в каждом выпуске: