Arch panel tutorial/pt-br

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Tutorial
Topic
Modelagem de um painel arquitetônico
Level
Iniciante
Time to complete
60 minutos
Authors
Yorik
FreeCAD version
Example files
See also
None

Este é um cross-post de um tutorial escrito originalmente para Open-Source Ecology.

Apresentando o FreeCAD

O FreeCAD é um modelador 3D paramétrico. A modelagem paramétrica permite modificar facilmente seu projeto, retornando ao histórico do modelo e alterando seus parâmetros. O FreeCAD é de código aberto (licença LGPL) e altamente modular, permitindo extensões e personalizações bastante avançadas, especialmente graças ao uso intensivo da linguagem Python.

Instalando o FreeCAD

Você tem a opção de instalar a versão estável mais recente (atualmente, maio de 2015: versão 0.15) ou uma versão de desenvolvimento (atualmente 0.16). Na verdade, as versões de desenvolvimento do FreeCAD costumam ser bastante estáveis, e é altamente recomendável que você experimente uma versão de desenvolvimento, a menos que tenha um motivo específico para não fazê-lo. Como o desenvolvimento do FreeCAD é bastante rápido, certifique-se, se estiver baixando manualmente, de verificar periodicamente e reinstalar/atualizar para aproveitar as melhorias mais recentes.

Conteúdo adicional opcional

Dicas rápidas para começar

A coleção de tutoriais disponível na wiki do FreeCAD ainda é bastante limitada. No entanto, muitos membros da comunidade FreeCAD utilizam o YouTube para publicar videoaulas. Não deixe de pesquisar conteúdos relacionados ao FreeCAD no YouTube; essa é, sem dúvida, a melhor fonte de material de aprendizado.

O FreeCAD é um aplicativo altamente técnico, e sua curva de aprendizado pode ser íngreme. Não deixe de consultar tutoriais e a wiki de documentação, e não hesite em fazer perguntas no fórum caso encontre algum problema específico. Perguntas bem formuladas geralmente recebem respostas rápidas e detalhadas.

Uma lista bem geral de coisas que você precisa saber

A interface do FreeCAD é dividida em bancadas de trabalho (*workbenches*). As bancadas de trabalho são, basicamente, conjuntos de ferramentas (botões de barra de ferramentas e menus) agrupados, geralmente para uma tarefa específica. Ao mudar para outra bancada de trabalho, a interface exibe as ferramentas dessa bancada, mas o conteúdo do seu documento 3D permanece inalterado. Você continua trabalhando no mesmo documento e nos mesmos objetos.

O FreeCAD ainda está em desenvolvimento; há muitos bugs e o aplicativo pode travar ocasionalmente. Salve o trabalho com frequência e ative os arquivos de backup em Editar → Preferências → Documento.

A maioria dos objetos no FreeCAD é paramétrica. Isso significa que sua geometria é criada automaticamente a partir de uma série de parâmetros. Esses parâmetros são sempre editáveis ​​na Visualização de Propriedades. Eles estão sempre divididos entre parâmetros que afetam a geometria em si (aba Dados) e parâmetros que afetam apenas a exibição do objeto (aba Vista). No entanto, objetos criados em outros aplicativos e importados para o FreeCAD geralmente não são definidos por parâmetros e, portanto, não são editáveis.

Embora o FreeCAD possa importar e trabalhar com objetos de malha (bancada de trabalho *Mesh*), ele foi projetado principalmente para trabalhar com um tipo de objeto mais avançado chamado B-Rep, utilizado pela maioria de suas bancadas de trabalho (*Part*, *PartDesign*, *Draft*, *Sketcher*, *Arch*). Ao importar arquivos baseados em malha (.dae, .orb, .stl...), geralmente é necessário converter esses objetos para B-Rep antes de poder realizar operações significativas com eles. Por outro lado, formatos de arquivo baseados em sólidos (.step, .iges), quando importados para o FreeCAD, geram diretamente objetos B-Rep. Formatos 2D (.dxf, .svg) também resultam em conteúdo B-Rep.

O FreeCAD oferece diferentes formas, ou modos, de utilizar os botões do mouse. Esses modos podem ser configurados nas preferências ou alterados rapidamente clicando com o botão direito no fundo da visualização 3D. Eles estão descritos em https://wiki.freecad.org/Mouse_navigation. Os modos mais adequados para trabalhos em CAD são "CAD" ou "Gestures" (Gestos).

Exercício: modelagem de um painel de cobertura

Para demonstrar um fluxo de trabalho típico no FreeCAD, vamos modelar um painel de telhado conforme descrito em https://wiki.opensourceecology.org/wiki/MicroHouse_4_Roof_-_Module_-_Build_Instructions. Para isso, começaremos desenhando as diferentes peças em um esboço 2D com restrições geométricas e, em seguida, utilizaremos o objeto especial "Janela Arch" (Arch Window), capaz de criar objetos 3D complexos a partir de um esboço 2D que contenha os contornos de várias peças. Por fim, como não precisamos de uma janela, mas sim de um painel de telhado, simplesmente converteremos nosso objeto de janela para outro tipo do módulo Arch.

1. Abra o FreeCAD e defina suas unidades de preferência como “imperiais”

No menu Editar → Preferências → Geral → Unidades

2. Mude para a bancada de trabalho de esboço (Sketcher) e crie um novo esboço no plano XY.

Normalmente, a menos que haja um motivo específico para não fazê-lo, você deve sempre começar a desenhar seus esboços 2D no plano de base, ao redor da origem (0,0). Em seguida, é o objeto 3D gerado a partir deles que será movido ou rotacionado para a posição desejada.

3. Desenhe dois retângulos. Em cada um deles, aplique uma restrição vertical de 16 pés e uma restrição horizontal de 2 polegadas.

Não se preocupe com as dimensões das peças ao desenhá-las; as restrições as redimensionarão adequadamente. Para adicionar uma restrição de dimensão (vertical ou horizontal), você pode selecionar uma linha ou dois pontos (mantendo a tecla CTRL pressionada).

4. Assim que os dois retângulos estiverem com o tamanho correto, aplique uma restrição vertical de 0 entre os pontos de seus cantos e uma restrição horizontal de 4 pés.

Isso garante que nossos dois retângulos estejam posicionados corretamente um em relação ao outro.

5. Adicione as duas peças adicionais de 2 pol. x 6 pol.

Adicione mais dois retângulos e repita o processo. Observe que, no exemplo acima, não especificamos o comprimento dessas peças; em vez disso, definimos uma restrição de distância entre suas extremidades e as peças verticais longas, deixando um pequeno espaço de 0,05 polegadas entre elas. Isso ocorre porque, se fizermos os retângulos se tocarem, o FreeCAD poderá identificar incorretamente os contornos (loops), resultando em comportamentos inesperados ao usar a ferramenta de janela do módulo Arch. Esse pequeno truque garante que cada retângulo seja reconhecido como um contorno independente pela ferramenta de janela do Arch.

6. Adicione as peças de reforço de canto

A mesma coisa. Faça-os com 6 polegadas de largura e separe-os dos outros retângulos por 0,05 polegadas.

7. Desenhe 7 peças de reforço intermediárias, defina a largura delas como 2 polegadas e restrinja as extremidades esquerda e direita a 0,05 polegadas dos retângulos verticais (ou a 0 polegada das extremidades dos outros retângulos horizontais)

Dependendo do seu sistema, o FreeCAD pode começar a ficar lento ao processar novas restrições. Essa é a desvantagem de usar objetos com restrições: eles consomem rapidamente muitos recursos do sistema. Você deve sempre avaliar se realmente precisa delas. Também é possível excluir as restrições depois que elas tiverem cumprido sua função. Essas dimensões deixarão de ser fixas, mas, a menos que você mova as peças, elas não mudarão. Se necessário, você sempre poderá adicionar as restrições novamente mais tarde.

8. Calcule o espaçamento entre as 7 peças de reforço e defina restrições verticais entre elas.

No nosso caso, o comprimento total é de 192 polegadas; subtraindo as duas peças das extremidades (2 x 2 polegadas) e os dois reforços de canto (2 x 6 polegadas), temos 192 – (4 + 12) = 176. Removendo as 7 peças de reforço (7 x 2), obtemos 162. Dividindo esse valor por 8, encontramos o espaço entre cada reforço: 20,25.

9. Obtendo um esboço totalmente restrito

No painel à direita (aba Tarefas na Visualização Combinada -> mensagens do Solver), você pode ver a mensagem “... 2 graus de liberdade”. Isso significa que nosso esboço não está totalmente restrito (ele ainda possui duas “maneiras” de ser deformado). Isso ocorre porque, embora nenhuma parte dele possa se mover em relação às outras, o esboço como um todo ainda pode se deslocar vertical e horizontalmente. Para evitar isso, podemos simplesmente pegar um de seus vértices, selecionar o ponto de origem da grade (onde os eixos verde e vermelho se cruzam) e clicar no botão de restrição de ponto. Isso faz com que o esboço fique verde, indicando que está totalmente restrito e que nenhuma parte dele pode mais se mover.

Na verdade, isso não é absolutamente necessário. No entanto, é sempre melhor acompanhar a posição exata dos objetos (agora temos certeza de que nosso canto está no ponto (0,0)). Isso será útil caso algo dê errado mais tarde ou se precisarmos determinar a posição de um objeto construído com base neste esboço.

Agora podemos clicar no botão "Fechar" e nosso esboço base estará criado:

10. Mude para a bancada de trabalho Arch e, com o esboço selecionado, pressione o botão “janela”

Nosso esboço agora desapareceu e um de seus retângulos foi levemente extrudado, transformando-se em uma peça sólida:

Embora isso pareça errado, acontece simplesmente porque a ferramenta Janela em Arco criou um elemento padrão a partir do maior contorno fechado que conseguiu identificar no esboço base. Vamos corrigir isso em breve. Além disso, observe que o esboço não desapareceu; ele foi apenas ocultado e "incorporado" ao seu novo objeto pai. Você ainda pode encontrá-lo na visualização em árvore, expandindo o objeto da janela, e alternar sua visibilidade pressionando a tecla ESPAÇO.

11. Edite os componentes da janela clicando duas vezes neles na exibição em árvore

Ao clicar duas vezes na janela, o esboço base torna-se visível novamente e acessamos a interface de edição: à esquerda, uma lista dos contornos encontrados no esboço base; à direita, as peças sólidas construídas a partir dele.

Comece removendo a peça "Default".

Em seguida, selecione o primeiro loop (Wire0). Ele será destacado na visualização 3D. Pressione o botão "Add" para criar uma nova peça a partir dele. Dê um nome a ela, certifique-se de que o fio correto esteja definido e aplique uma extrusão de 6 polegadas. O deslocamento (offset) deve permanecer em 0, já que queremos que ela fique posicionada "no chão".

O valor "Type" será usado para atribuir materiais à janela (ainda não implementado), portanto, por enquanto, você pode deixá-lo como "Frame".

Em seguida, pressione o botão "Create component". Às vezes, o FreeCAD não consegue determinar corretamente a direção da extrusão; portanto, você deve editar o componente e alterar o valor de 6 polegadas para -6 polegadas.

Repita isso para todas as peças necessárias:

Ao fechar o painel de edição, obtemos o objeto acima. Observe que, por padrão, objetos do tipo janela são representados de forma semitransparente. Como este objeto não será, de fato, uma janela, podemos desativar essa característica definindo o valor de transparência como 0 nas propriedades de visualização (*View properties*).

12. Instale o painel de cobertura

Já temos a estrutura do painel, mas não o painel de base em si. Para isso, a melhor maneira é abrir o esboço de base e adicionar um novo retângulo. No entanto, lembre-se de não tornar nenhum dos cantos desse retângulo coincidente com os cantos de outros retângulos, para não confundir o objeto da janela — o que poderia nos obrigar a refazer toda a série de componentes caso a ordem dos loops fosse alterada.

Podemos, portanto, restringir esse novo retângulo a 0,05 polegadas para dentro do perímetro. Isso exigirá a aplicação de 4 novas restrições.

Podemos então editar nossa janela novamente e adicionar novos componentes. Vemos que um novo contorno (*Wire*) foi identificado. Desta vez, vamos utilizá-lo para adicionar um painel de policarbonato de 8 mm (note que é possível misturar unidades sem problemas no FreeCAD e definir a espessura como "8 mm", mesmo trabalhando em polegadas). Também aplicaremos um deslocamento (*offset*) de 0,05 polegadas para afastá-lo levemente da estrutura; fazemos isso por uma questão de consistência, já que todas as partes do nosso objeto apresentam esse mesmo espaçamento entre si.

Agora podemos criar outro componente com base no mesmo *Wire*, para posicionar outro painel sobre a nossa estrutura. Desta vez, aplicaremos um deslocamento de 6,05 polegadas. Nosso painel está finalmente concluído:

13. Transforme a janela em outro tipo de componente Arch

Isso não é realmente necessário no momento, mas pode se tornar importante mais tarde, quando exportarmos ou trabalharmos com outras aplicações voltadas para a construção — por exemplo, via IFC — e não quisermos que nosso painel seja identificado como uma janela.

A bancada de trabalho Arch do FreeCAD oferece uma maneira fácil de lidar com isso: qualquer tipo de objeto pode sempre se transformar em outro, servindo de base para um novo tipo. Neste caso, vamos transformar nossa janela em um objeto do tipo Painel, simplesmente selecionando a janela e acionando a ferramenta Painel.

Observe que a cor do painel resultante mudou; isso ocorre porque o suporte a materiais no FreeCAD e no módulo Arch ainda está incompleto. Quando isso estiver concluído, a questão será tratada adequadamente.

14. Duplicando o painel

Nosso painel pode então ser duplicado e copiado de várias maneiras, por exemplo, utilizando copiar/colar. No entanto, uma forma mais interessante é usar a ferramenta Clone do módulo Draft (também presente na bancada de trabalho Arch, assim como todas as outras ferramentas Draft). A ferramenta Clone mantém a relação entre o objeto base e seu clone; portanto, qualquer modificação no objeto base refletirá em todos os seus clones.

Na versão de desenvolvimento atual do FreeCAD, clones de objetos Arch agora também são, eles próprios, objetos Arch.

15. Girando e posicionando os painéis.

Como a bancada de trabalho de montagem do FreeCAD ainda não está pronta, precisamos posicionar nossas peças manualmente, seja manipulando a propriedade *Placement* (Posicionamento) ou utilizando as ferramentas *Move* (Mover) e *Rotate* (Girar) do módulo *Draft* — que, na verdade, são apenas formas visuais de modificar o *Placement* dos objetos.

As ferramentas "Draft Rotate" e "Move" utilizam o sistema de captura (snapping) do Draft. Estão disponíveis diferentes pontos de captura (pontos finais, pontos médios, etc.) que podem ser ativados ou desativados, permitindo realizar posicionamentos e rotações com grande precisão.

BIM
Draft
Sketcher
User documentation