PartDesign: Atelier conception de pièce

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Avec la sortie prochaine de FreeCAD version 0.17, l'atelier PartDesign bénéficie d'important changements. Cette documentation reflète cette nouvelle version. Pour les utilisateurs de FreeCAD 0.16, veuillez vous référer à la page PartDesign outils généraux valable jusqu'à V0.16.


L' atelier PartDesign fournit des outils avancés pour la modélisation de pièces complexes et solides et est basé sur une méthodologie d'édition de fonctions. Il est étroitement lié à l' atelier d'esquisse.

PartDesign Example.png

Concepts de base

Feature Editing Methodology

Alors que l'atelier Part et d'autres ateliers FreeCAD construisent des modèles en combinant des formes, l'atelier PartDesign utilise des fonctions. Une fonction est une opération qui modifie la forme d'un modèle.

Après que la géométrie solide a été créée, elle peut être modifiée avec des chanfreins et des congés ou transformée, avec par exemple une symétrie ou une répétition.

L'Atelier Conception de pièce (PartDesign) vise à créer un seul solide. Des solides multiples seront possibles avec l'Atelier d'Assemblage (à venir).

Les outils

Les outils Conception de Pièce sont situés dans le menu Part Design qui apparaît lorsque l'atelier Part Design est chargé.

Ils incluent les outils d'Esquisse, puisque l'atelier Conception de Pièce en est très dépendant.

Les outils d'Esquisse

Géométries d'esquisse

Ces outils permettent de créer des objets.

  • Sketcher CreatePoint.png Point : dessine un point.
  • Sketcher Line.png Ligne : dessine une ligne entre 2 points.
  • Sketcher Arc.png Arc : dessine un segment d'arc à partir du centre, rayon, angle de départ et angle d'arrivée.
  • Sketcher CreateArc3Point.png Arc par 3 points : dessine un arc de cercle sur deux points et un troisième point pour la circonférence.
  • Sketcher Circle.png Cercle : dessine un cercle à partir de son centre et du rayon.
  • Sketcher CreateCircle3Point.png Cercle par 3 points : dessine un cercle à partir de trois points.
  • Sketcher Conics.png Sections coniques :
    • Sketcher CreateEllipse.png Ellipse : dessine une ellipse à partir du centre, d'un point sur le grand rayon et d'un point sur le petit rayon. (v0.15)
    • Sketcher CreateEllipse 3points.png Ellipse par 3 points : dessine une ellipse à partir du grand diametre (2 points) et d'un point sur le petit rayon. (v0.15)
    • Sketcher Elliptical Arc.png Arc d'ellipse : dessine une ellipse à partir du centre, d'un point sur le grand rayon, avec un point de départ et un point d'arrivée. (v0.15)
    • Sketcher Hyperbolic Arc.png Arc d'hyperbole : dessine un arc d'hyperbole. (v0.17)
    • Sketcher Parabolic Arc.png Arc de parabole : dessine un arc de parabole. (v0.17)
  • Sketcher CreatePolyline.png Polyligne : dessine une ligne composée de plusieurs segments connectés entre eux.
  • Sketcher CreateRectangle.png Rectangle : dessine un rectangle à partir de 2 points opposés.
  • Sketcher CreateTriangle.png Triangle : dessine un triangle équilatéral inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateSquare.png Carré : dessine un carré inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreatePentagon.png Pentagone : dessine un pentagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateHexagon.png Hexagone : dessine un hexagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateHeptagon.png Heptagone : dessine un heptagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateOctagon.png Octogone : dessine un octogone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateSlot.png Clavette : dessine une clavette de type A en entrant le centre du demi-cercle, le point pour le rayon et le point final du deuxième demi-cercle. (v0.15)
  • Sketcher CreateFillet.png Congé : crée un congé entre deux lignes connectées en un point. Sélectionnez les deux lignes, ou cliquez sur le sommet commun, puis activez l'outil.
  • Sketcher Trimming.png Ajuster : ajuste une ligne, un cercle ou un arc par rapport à l'emplacement du clic.
  • Sketcher External.png Géométrie externe : crée une arête liée à une géométrie externe.
  • Sketcher ToggleConstruction.png Mode Construction : bascule les éléments vers / depuis le mode Construction. Dans FreeCAD v0.16, il a été ajouté la possibilité de créer une géométrie directement dans le Mode Construction, et l'icone a été changée. Le fait de sélectionner une géométrie existante et de cliquer sur cet outil bascule la géométrie en mode Construction. Dans FreeCAD v0.16, quand on clique sur cet outil alors qu'aucune géométrie n'est sélectionnée, cela change le mode pour les prochains objets à créer (Normal / Construction).

Contraintes d'esquisse

Les contraintes sont utilisées pour définir des règles entre les éléments d'esquisse et pour verrouiller l'esquisse le long des axes vertical et horizontal.

Non associées à des données numériques

  • Sketcher ConstrainCoincident.png Coïncident : crée une contrainte coïncidente (point sur point) entre deux sommets sélectionnés.
  • Sketcher ConstrainPointOnObject.png Point sur objet : crée une contrainte point-sur-objet sur les éléments sélectionnés. L'un des éléments doit être un sommet, l'autre une ligne, un arc ou un cercle.
  • Constraint Vertical.png Vertical : crée une contrainte de verticalité sur les lignes ou segments de polylignes sélectionnés. Plus d'un élément peut être sélectionné.
  • Constraint Horizontal.png Horizontal : crée une contrainte d'horizontalité sur les lignes ou segments de polylignes sélectionnés. Plus d'un élément peut être sélectionné.
  • Sketcher ConstrainParallel.png Parallèle : crée une contrainte de parallélisme entre deux lignes sélectionnées.
  • Sketcher ConstrainPerpendicular.png Perpendiculaire : crée une contrainte de perpendicularité entre deux lignes sélectionnées.
  • Constraint Tangent.png Tangente : crée une contrainte de tangence entre deux éléments sélectionnés, ou de colinéarité entre deux lignes.
  • Sketcher ConstrainEqual.png Égalité : crée une contrainte d'égalité entre au moins deux éléments sélectionnés. Contraindra la longueur pour des lignes et le rayon pour des cercles et des arcs.
  • Sketcher ConstrainSymmetric.png Symétrie : crée une contrainte symétrique entre deux points par rapport à une ligne.
  • Sketcher ConstrainBlock.png Constrain Block: v 0.17 Basically allows to block a geometric element in place with a single constraint. It should be particularly useful to work with B-Splines. See https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=9&t=26572

Associées à des données numériques

Pour ces contraintes vous pouvez utiliser une expression. Les données peuvent prendre la forme d'une feuille de calcul de l'atelier Spreadsheet.

  • Sketcher ConstrainLock.png Fixe : crée une contrainte fixe sur le sommet sélectionné en ajoutant des dimensions horizontale et verticale relatives à l'origine (les dimensions peuvent être éditées par la suite).
  • Sketcher ConstrainDistanceX.png Distance horizontale : fixe la distance horizontale entre deux sommets ou extrémités de ligne. Si un seul élément est sélectionné, la distance sera relative à l'origine.
  • Sketcher ConstrainDistanceY.png Distance verticale : fixe la distance verticale entre deux sommets ou extrémités de ligne. Si un seul élément est sélectionné, la distance sera relative à l'origine.
  • Sketcher ConstrainDistance.png Dimensionnelle : fixe la longueur d'une ligne sélectionnée, ou la distance entre une ligne et un point. La distance sera perpendiculaire à la ligne.
  • Sketcher ConstrainRadius.png Rayon : crée une contrainte radiale sur un arc ou un cercle sélectionné en ajoutant un rayon. Cette dimension pourra être éditée par la suite.
  • Constraint InternalAngle.png Angle Interne : crée une contrainte d'angle interne entre deux lignes sélectionnées.
  • Constraint SnellsLaw.png Loi de Snell : contraint deux lignes à respecter une loi de réfraction simulant la trajectoire de la lumière à travers une interface. (v 0.15)
  • Constraint InternalAlignment.png Alignement Interne : aligne les éléments selectionnés à la forme sélectionnée (par exemple, contraint une ligne à devenir le grand axe d'une ellipse).
  • Sketcher ToggleConstraint.png Basculement de Contrainte : bascule la barre d'outils ou les contraintes sélectionnées vers / depuis le Mode Référence. v0.16

Autres

  • Sketcher NewSketch.png Nouvelle esquisse : crée une nouvelle esquisse sur un plan ou une face sélectionnée. Si rien n'est sélectionné, le plan XY sera utilisé par défaut.
  • Sketcher ViewSketch.png Vue de l'esquisse : définit l'affichage de l'objet perpendiculairement au plan de l'esquisse.
  • Valider l'esquisse... : vérifier la tolérance des différents points et les faire correspondre entre eux.
  • Sketcher MirrorSketch.png Esquisse miroir : crée une esquisse miroir selon l'axe X, l'axe Y ou l'origine. [v 0.16]


  • Sketcher CloseShape.png Fermer la forme : ferme une forme en appliquant des contraintes coïncidentes aux points d'arrivée. v 0.15
  • Sketcher ConnectLines.png Connecter les côtés : connecte les éléments de l'esquisse en appliquant des contraintes coïncidentes aux points d'arrivée. v 0.15
  • Sketcher Element Ellipse All.png Montrer / Cacher une géometrie interne : recrée / supprime la géométrie inutile alignée à la géométrie interne de l'élément sélectionné (s'applique uniquement à l'ellipse pour le moment). v 0.15
  • Sketcher Symmetry.png Symétrie : crée une copie symétrique par rapport à une ligne donnée. [v 0.16]
  • Sketcher Clone.png Clone : clone un élément de l'esquisse. [v 0.16]
  • Sketcher Copy.png Copie : copie un élément de l'esquisse. [v 0.16]

Péférences


Les outils Conception de Pièce

Outils de construction

Ces outils permettent de créer des objets solides ou d'enlever de la matière d'un solide existant.

  • PartDesign Pad.png Protrusion: Extrude un objet solide à partir de l'esquisse sélectionnée.
  • PartDesign Pocket.png Cavité: Créé une cavité à partir de l'esquisse sélectionnée. L'esquisse doit être appliquée sur une face plane d'un solide existant.
  • PartDesign Revolution.png Révolution: Créé un solide par révolution d'une esquisse autour d'un axe. L'esquisse doit former un profil fermé pour qu'un solide soit généré.
  • PartDesign Groove.png Enlèvement de matière par révolution: Crée une rainure par révolution d'une esquisse sur un axe. L'esquisse doit être appliquée sur une face plane d'un solide existant.

Outils de modification

Ces outils permettent de modifier des objets existants.

  • PartDesign Fillet.png Congé: Applique un congé sur les arêtes sélectionnées d'un objet.
  • PartDesign Chamfer.png Chanfrein: Applique un chanfrein sur les arêtes sélectionnées d'un objet.
  • PartDesign Draft.png Dépouille: Applique une pente angulaire aux faces d'un objet.

Outils de transformation

Ce sont des outils de transformation de fonctions. Ils vous permettront de choisir la fonction à transformer.

Outils Booléen

Ces outils permettent de créer des formes booléennes entre deux ou plusieurs corps

  • PartDesign Boolean.png Boolean: Crée des formes booléennes entre deux ou plusieurs corps

Extras


Extras

Quelques fonctionnalités facultatives qui ont été créées pour l'Atelier PartDesign (Conception de Pièce)

Propriétés

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Tutoriels

Seulement pour une version de développement de FreeCAD qui n'est pas actuellement disponible en tant que binaire ou installateur :

Lorsqu'un modèle est créé dans l'atelier PartDesign, chaque fonction adopte la forme de la fonction précédente et ajoute ou enlève de la matière, créant des dépendances linéaires de fonction en fonction au fur et à mesure que le modèle est créé. Par conséquent, une fonction Cavité n'est pas seulement la découpe du trou lui-même, mais la pièce en entier intégrant la cavité. Lorsqu'une nouvelle fonction est ajoutée au modèle, FreeCAD bascule la visibilité des fonctions antérieures. L'utilisateur ne devrait garder que le tout dernier objet (fonction) visible dans l'arborescence de l'onglet Modèle, sinon les étapes précédentes se superposeront l'une sur l'autre, et les cavités seront remplies par les fonctions précédentes qui n'étaient pas encore percées par ces cavités.

Pour basculer la visibilité d'un objet de visible à caché, le sélectionner dans l'arborescence puis appuyer sur la barre d'espacement. Habituellement, tous les objets sauf le dernier dans l'arborescence devraient être grisés et donc invisibles dans la vue 3D.

Qu'est-ce qu'un solide unique contigu ? Il s'agit d'un objet comme une pièce coulée ou usinée à partir d'un bloc de métal. Si l'objet contient des clous, des vis, de la colle ou de la soudure, ce n'est pas un solide unique contigu. Par exemple, PartDesign ne sera pas utilisé pour modéliser une chaise en bois, mais le sera pour en modéliser les composantes (pattes, lattes, siège, etc.). Les composantes seront ensuite réunies à l'aide de L'atelier d'Assemblage (à venir), l'atelier Pièce ou encore l'atelier Draft.

It is possible to temporarily redefine the tip to a feature in the middle of the Body tree to insert new objects (features, sketches or datum geometry). It is also possible to reorder objects under a Body, or to move them to a different Body. Select the object and right-click to get a contextual menu that will offer both options. The operation may be prevented if the object has dependencies in the source Body, such as being attached to a face. To move a sketch to another Body, it should not contain links to external geometry.

Datum Geometry

Datum geometry consists of custom planes, lines, points or externally linked shapes. They can be created for use as reference by sketches and features. There is a multitude of attachment possibilities for datums.

Cross-referencing

It is possible to cross-reference elements from a body in another body via datums. For example the datum shape binder allows to copy over faces from a body as reference in another one. This should make it easy to build a box with fitting cover in two different bodies. FreeCAD helps you to not accidentally link to other bodies and queries your intent.

Attachment

Object attachment is not a specific PartDesign tool, but rather a Part utility introduced in v0.17 that can be found in the Part menu. It is heavily used in the PartDesign workbench to attach sketches and reference geometry to the standard planes and axes of the Body. Very extensive ways of creating datum points, lines and planes are available. Optional attachment offset parameters make this tool very versatile.

More info can be found in the Attachment page.

Advice for creating stable models

The idea of parametric modeling implies that you can change the values of certain parameters and subsequent steps are changed according to the new values. However, when severe changes are made, the model can break. Compared to previous FreeCAD versions breaking can be minimized when you respect the following design principles:

  • Basically, you need to stop mapping sketches to faces - entirely! Place your sketches on standard planes, or on custom datum planes.
  • When creating datum geometry, do not base it on the part topology, base it on standard planes/axes and/or sketches.
  • Use a "master sketch". That is a preferably not too complicated sketch which contains basic geometric elements of your model. These elements can be referenced when modeling subsequent features. Such a master sketch will often be the first sketch in the Body but it doesn't have to be; in fact you don't even have to use it at all for anything else but being referenced.
  • If you inevitably have to reference an intermediate feature, e.g. the result of a thickness operation, use the first reference possible in the list of subsequent features where the referenced geometric element occurs. From FreeCAD 0.17 on you don't have to use the latest feature. If you take an early feature as reference, all changes to intermediate steps won't break your model.

The Tools

The Part Design tools are all located in the Part Design menu and the PartDesign toolbar that appear when you load the Part Design workbench.

<translate>

Structure tools

These are tools to organize the Model tree.

  • Std Part.svg Part: adds a new Part container in the active document and makes it active.
  • Group.svg Group: adds a Group in the active document's Model tree.

</translate>

Part Design Helper tools

  • PartDesign Body.png Create body: Creates a Body in the active document and makes it active.
  • PartDesign NewSketch.png Create sketch: creates‎ a new sketch on a selected face or plane. If no face is selected while this tool is executed, the user is prompted to select a plane from the Tasks panel. The interface then switches to the Sketcher_Workbench in sketch editing mode.
  • Sketcher MapSketch.png Map sketch to face: Maps a sketch to a previously selected plane or a face of the active body.

Part Design Modeling tools

Datum tools

Additive tools

These are tools for creating base features or adding material to an existing solid body.

  • PartDesign Pad.png Pad: extrudes a solid from a selected sketch.
  • PartDesign Revolution.png Revolution: creates a solid by revolving a sketch around an axis. The sketch must form a closed profile.
  • PartDesign AdditiveLoft.png Additive loft: creates a solid by making a transition between two or more sketches.
  • PartDesign AdditivePipe.png Additive pipe: creates a solid by sweeping one or more sketches along an open or closed path.

Subtractive tools

These are tools for subtracting material from an existing body.

  • PartDesign Pocket.png Pocket: creates a pocket from a selected sketch.
  • PartDesign Hole.png Hole: creates a hole feature from a selected sketch. The sketch must contain one or multiple circles.
  • PartDesign Groove.png Groove: creates a groove by revolving a sketch around an axis.
  • PartDesign SubtractiveLoft.png Subtractive loft: creates a solid shape by making a transition between two or more sketches and subtracts it from the active body.
  • PartDesign SubtractivePipe.png Subtractive pipe: creates a solid shape by sweeping one or more sketches along an open or closed path and subtracts it from the active body.

Transformation tools

These are tools for transforming existing features. They will allow you to choose which features to transform.

  • PartDesign Mirrored.png Mirrored: mirrors one or more features on a plane or face.
  • PartDesign LinearPattern.png Linear Pattern: creates a linear pattern based on one or more features.

Dress-up tools

These tools apply a treatment to the selected edges or faces.

  • PartDesign Fillet.png Fillet: fillets (rounds) edges of the active body.
  • PartDesign Chamfer.png Chamfer: chamfers edges of the active body.
  • PartDesign Draft.png Draft: applies and angular draft to faces of the active body.
  • PartDesign Thickness.png Thickness: creates a thick shell from the active body and opens selected face(s).

Boolean

  • PartDesign Boolean.png Boolean operation: imports one or more Bodies or PartDesign Clones into the active body and applies a Boolean operation.

Extras

Some additional functionality found in the Part Design menu:

  • Migrate: migrates files created with older FreeCAD versions. If the file is pure PartDesign feature-based, migration should succeed. If the file contains mixed Part/Part Design/Draft objects, the conversion will most likely fail.
  • PartDesign WizardShaft.png Shaft design wizard: Generates a shaft from a table of values and allows to analyze forces and moments. The shaft is made with a revolved sketch that can be edited.
  • PartDesign InternalExternalGear.png Involute gear: creates an involute gear profile that can be used by a Pad.

Contextual Menu tools

  • PartDesign MoveTip.png Set tip: redefines the tip, which is the feature exposed outside of the Body.
  • Move object after other object: allows reordering of the Body tree by moving the selected sketch, datum geometry or feature after another object in the Body.

Tutorials

Links



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