FreeCAD 是一款 3D 參數化建模應用程式。它主要用於機械設計,但也適用於所有需要精確建模並控制建模歷史的 3D 物件建模場合。
FreeCAD 自 2002 年開始開發,提供了大量的 功能 。雖然功能仍有缺失,但對業餘愛好者和小型工作室來說已經足夠強大。在 FreeCAD 論壇 上有一個快速成長的熱情使用者社群,您可以在那裡找到 許多使用 FreeCAD 開發的優質專案範例。
就像所有的自由軟體專案一樣,FreeCAD 仰賴社群來成長、增加功能和修正錯誤。使用 FreeCAD 時不要忘記這一點;如果您喜歡它,您可以 donate 和 help FreeCAD 以各種方式,例如撰寫文件和進行翻譯。
另請參閱:
首先,下載並安裝 FreeCAD。請參閱 Download 頁面,以取得最新版本和更新的資訊,以及適用於您的作業系統 (Windows、Linux 或 macOS) 的安裝說明。FreeCAD 可從許多 Linux 發行版的套件管理員取得。由於 FreeCAD 是開放原始碼的,您也可以取得原始碼,然後自動 compile 它。
標準 FreeCAD 介面
See a full explanation in Interface.
FreeCAD 介面背後的主要概念是將它分隔成 workbenchs 。工作台是適合特定任務的工具集合,例如處理 meshes 或繪製 2D objects 或 constrained sketches。您可以使用 workbench selector 切換目前的工作台。您可以客製化每個工作台所包含的工具,也可以新增其他工作台的工具,甚至是我們稱為巨集的自製工具。廣泛使用的起點是PartDesign 工作台和Part 工作台。
第一次啟動 FreeCAD 時,會出現「開始」頁面。以下是 0.19 版的外觀:
開始頁面可讓您快速跳到其中一個最常見的工作台、開啟其中一個最近的檔案,或查看 FreeCAD 世界的最新消息。您可以在 preferences 中變更預設工作台。
FreeCAD 有幾種 navigation mode可用,可以改變您使用滑鼠與 3D 視圖中的物件及視圖本身互動的方式。其中一種是專門為 touchpads 而設計的,在這種模式下不使用滑鼠中鍵。預設的導覽模式是 CAD navigation。您可以使用 Status bar 中的 按鈕,或用滑鼠右鍵按一下 3D view 的空白區域,快速變更目前的導覽模式。
您也可以在檢視功能表、檢視工具列以及數字捷徑中(1, 2, 等等......)使用多種檢視預設(俯視、正視等)。 用滑鼠右鍵按一下物件或 3D 檢視的空白區域,就可以快速存取一些常見的操作,例如設定特定檢視或在樹狀檢視中定位物件。
FreeCAD 的重點是允許您建立高精度的 3D 模型,並對這些模型進行嚴格控制(可以返回建模歷史並變更參數),最終建立這些模型(通過 3D 列印、CNC 加工或甚至是建築工地)。因此,它與其他用途的 3D 應用程式非常不同,例如動畫電影或遊戲。它的學習曲線可能很陡峭,特別是如果這是您第一次接觸 3D 建模。如果您在某個階段卡住了,別忘了 FreeCAD 論壇 上友善的使用者社群可能很快就能幫您解決問題。
在 FreeCAD 中,您要開始使用哪一種工作台取決於您需要做的工作類型: 如果您要處理機械模型,或更一般的任何小尺寸物件,您可能會想試試 PartDesign Workbench。如果您要在 2D 中工作,那就改用 Draft Workbench,或 Sketcher Workbench,如果您需要約束。如果您要做 BIM,請啟動 BIM Workbench。如果您來自 OpenSCAD 世界,請嘗試 OpenSCAD Workbench。也有許多社群開發的 external workbenches 可用。
您可以隨時切換工作台,也可以 自訂您喜愛的工作台,從其他工作台加入工具。
PartDesign Workbench 是用來建立複雜的物件,從簡單的形狀開始,增加或移除片段(稱為 「特徵」),直到您得到最終的物件。您在建模過程中應用的所有特徵,都會儲存在稱為 tree view的獨立檢視中,其中也包含您文件中的其他物件。您可以將 PartDesign 物件視為一連串的操作,每一個操作都套用在前一個操作的結果上,形成一個大鏈。在樹狀檢視中,您看到的是最後的物件,但您可以展開它,擷取所有之前的狀態,並變更任何參數,這些參數會自動更新最後的物件。
PartDesign 工作台大量使用另一個工作台 Sketcher Workbench。草圖繪製器允許您繪製 2D 形狀,這些 2D 形狀是透過對 2D 形狀套用「限制」(Constraints)來定義的。例如,您可能會繪製一個矩形,並透過對其中一邊套用長度限制來設定該邊的大小。之後,該邊就無法再調整大小(除非變更限制)。
使用草圖繪製器製作的 2D 圖形在 PartDesign 工作台中會被大量使用,例如用來建立 3D 體積,或是在物件的面上繪製區域,然後將這些區域從主體積中挖空。這是典型的 PartDesign 工作流程:
這會給你一個這樣的物件:
在任何時候,您都可以選擇原始草圖並進行修改,或變更墊或口袋操作的擠出參數,這些操作都會更新最終物件。
Draft Workbench和 BIM Workbench與上述其他工作台的表現有點不同,不過它們遵循相同的規則,這些規則是所有 FreeCAD 的共通規則。簡而言之,Sketcher 和 PartDesign 主要是用來設計單一物件,而 Draft 和 BIM 則是用來在處理數個較簡單的物件時簡化您的工作。
Draft Workbench提供的 2D 工具與傳統 2D CAD 應用程式(如 AutoCAD)類似。然而,2D 繪圖遠遠不在 FreeCAD 的範圍內,所以不要期望在 FreeCAD 中找到這些專用應用程式所提供的全部工具。大多數繪圖工具不僅在 2D 平面上工作,也在完整的 3D 空間中工作,並受益於特殊的輔助系統,例如 Work planes 和 object snapping。
BIM 工作台在 FreeCAD 中加入 BIM 工具,讓您可以使用參數化物件建立建築模型。BIM 工作台廣泛依賴其他模組,例如 Draft 和 Sketcher。所有 Draft 工具也出現在 BIM 工作台中,而且大多數 BIM 工具都會使用 Draft 輔助系統。
使用 BIM 和草圖工作台的典型工作流程可能是:
這會給你這個:
更多資訊請參閱 Tutorials 頁面。
任何使用者都可以為 FreeCAD 開發自己的新功能,並將這些功能以 addon 的方式提供給 FreeCAD 社群。
附加元件有三種類型:
.FCMacro
結尾的單一檔案中提供新的工具或功能。
最後,FreeCAD 最強大的功能之一是 scripting 環境。從整合的 python 主控台 (或從任何其他外部 Python 指令碼),您幾乎可以存取 FreeCAD 的任何部分、建立或修改幾何、修改這些物件在 3D 場景中的表示或存取和修改 FreeCAD 介面。Python 指令碼也可以用在 macros 中,它提供了一種簡易的方法來建立自訂指令。