Atelier PartDesign (conception de pièce)

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Avec la sortie prochaine de FreeCAD version 0.17, l'atelier PartDesign bénéficie d'importants 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

Méthodologie d'édition de fonctions

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.

La première fonction est communément appellée la fonction de base. Au fur et à mesure que de nouvelles fonctions sont ajoutées au modèle, chaque fonction prends la forme de la fonction précédente et ajoute ou enlève de la matière, créant des dépendances directes d'une fonction à la suivante. Cette méthodologie imite un procédé de fabrication typique : un bloc est coupé sur un côté, puis sur un autre côté, des trous sont percés, puis des congés appliqués, etc.

Toutes les fonctions sont listées de façon séquentielle dans l'arborescence Modèle et peuvent être modifiées en tout temps, avec la dernière fonction représentant la pièce finale.

Les fonctions peuvent être classées selon différentes catégories :

  • Basée sur profil : ces fonctions partent d'un profil pour définir la forme de la matière à ajouter ou enlever. Le profile consistera en une esquisse, une face plane de la géométrie existante (un profil sera extrait de ses arêtes), ou un objet Draft qui aura préalablement été inclut dans le corps actif.
  • Additive : ajoute de la matière au modèle existant. Les fonctions additives ont des icônes de couleur jaune.
  • Soustractive : enlève de la matière du modèle existant. Les fonctions soustractives ont des icônes de couleurs rouge et bleu.
  • Basée sur primitive : basée sur des primitives géométriques (cube, cylindre, cône, tore...). Elles peuvent être additives ou soustractives.
  • Fonctions de transformation : elles appliquent une transformation à des fonctions existantes (symétrie, répétition linéaire ou circulaire, transformation multiple).
  • Habillage : ces fonctions appliquent un traitement à des arêtes ou des faces, tels que des arrondis/congés, chanfreins ou dépouilles.
  • De procédure : peut être dit de fonctions qui ne sont pas basées sur des profils, comme les fonctions de transformation et d'habillage.

Corps

Le Corps est un conteneur qui groupe une séquence de fonctions formant un solide unique.

Qu'est-ce qu'un solide unique ? 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. Par exemple, une chaise en bois sera faite de plusieurs corps, avec un corps pour chacune de ses composantes (pattes, lattes, siège, etc.).

Un document FreeCAD peut contenir plusieurs corps ; ils peuvent aussi être combinés pour former un solide unique.

Lorsqu'un modèle nécessite plusieurs corps, comme la chaise de l'exemple précédent, le conteneur Part d'usage général peut être utilisé pour les grouper et les déplacer comme un tout.

Gestion de la visibilité du corps

Un corps expose à l'extérieur par défaut la fonction la plus récente. Cette fonction est définie par défaut comme la fonction résultante. On peut utiliser l'analogie de la pointe de l'iceberg : seule la fonction résultante est visible hors de l'eau, le reste de l'iceberg (les autres fonctions) sont cachées. Lorsqu'une nouvelle fonction est ajoutée au corps, la fonction précédente est automatiquement masquée, et la nouvelle fonction devient la fonction résultante.

Il ne peut y avoir qu'une seule fonction visible à la fois. Il est possible de basculer la visibilité de toute fonction dans le corps, en la sélectionnant dans l'arborescence Modèle et en appuyant sur la touche d'espacement, ce qui a l'effet de remonter dans l'historique du corps.

Origine du corps

Le corps possède une Origine qui comprend des plans de référence (XY, XZ, YZ) et des axes (X, Y, Z) qui peuvent être utilisées par des esquisses et des fonctions. Les esquissent peuvent être attachées à des plans de l'Origine, et il n'est plus nécessaire de les appliquer sur des faces planes pour que les fonctions basées sur celles-ci ajoutent ou enlèvent de la matière du modèle.

Déplacer et réordonner des objets

Il est possible de redéfinir temporairement la fonction résultante sur une fonction au milieu de l'arborescence du Corps pour insérer de nouveaux objets (fonctions, esquisses ou géométrie de référence). Il est également possible de réordonner les objets sous un Corps, ou les déplacer dans un autre Corps. Sélectionnez l'objet et faites un clic droit pour faire apparaître le menu contextuel qui propose les deux options. L'opération pourrait échouer si l'objet a des dépendances au Corps source, comme être attaché à une face. Pour déplacer une esquisse vers un autre Corps, celle-ci ne devrait pas contenir de liens à des géométries externes.

Géométries de référence

Les géométries de référence consistent en des plans personnalisés, des lignes, des points ou des formes liées de l'extérieur du corps. Ils peuvent être créés afin de servir de référence à des esquisses et des fonctions. Il y a une multitude de possibilités d'attachement des géométries de référence.

Référencement croisé

Il est possible de référencer des éléments d'un corps à un autre à travers les géométries de référence. Par exemple, la forme liée permet de copier des faces d'un corps comme référence dans un autre corps. Cela devrait faciliter la modélisation d'une boîte et de son couvercle dans deux corps distincts. FreeCAD vous aide à ne pas lier accidentellement vers d'autres corps et enquiert de vos intentions.

Attachement

L'attachement d'objets n'est pas un outil spécifique à PartDesign, mais plutôt un outil de l'atelier Part introduit dans la version 0.17 et qui se trouve dans le menu Pièce. Il est fortement utilisé dans l'atelier PartDesign pour fixer des esquisses et des géométries de référence à des plans et axes standards du Corps. Des moyens très complets de création de points de référence, de lignes et de plans sont disponibles. Les paramètres facultatifs de compensation d'attachement rendent cet outil très polyvalent.

Consulter la page Attachement pour plus d'informations.

Conseils pour la création de modèles robustes

Le principe de conception paramétrique sous-tend que quand les valeurs de certains paramètres sont changées, les étapes subséquentes seront automatiquement mises à jour selon ces nouvelles valeurs. Toutefois, quand des changements importants sont apportés, le modèle peut casser. À comparer des précédentes versions de FreeCAD, les bris peuvent être minimisés en suivant les principes de conception suivants :

  • 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.

Les outils

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

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Outils Structure

Il s'agit d'outils pour organiser l'arborescence Modèle.

  • Std Part.png Pièce: ajoute un conteneur Pièce dans le document actif et le rend actif.
  • Group.svg Groupe: ajoute une Groupe dans l'arborescence du document actif.

Outils d'assistance Part Design

  • PartDesign Body.png Créer un corps : créé un corps dans le document actif et le rend actif.
  • Sketcher NewSketch.png Créer une esquisse : crée une nouvelle esquisse sur un plan ou une face sélectionnée. Si rien n'est sélectionné, l'utilisateur est invité à sélectionner un plan dans le panneau Tâches. L'interface bascule ensuite vers l'atelier Sketcher en mode d'édition d'esquisse.

Outils de modélisation Part Design

Outils de référence

Outils additifs

Ces outils permettent de créer des fonction de base ou d'ajouter de la matière à un corps solide existant.

  • PartDesign Pad.png Protrusion : extrude un objet solide à partir de l'esquisse sélectionnée.
  • PartDesign Revolution.png Révolution : créé un solide par révolution d'une esquisse autour d'un axe. L'esquisse doit former un profil fermé.
  • PartDesign AdditiveLoft.png Lissage additif : créé un solide en réalisant une transition entre au moins deux esquisses.
  • PartDesign AdditivePipe.png Balayage additif : créé un solide en balayant une ou plusieurs esquisse(s) le long d'un chemin ouvert ou fermé.

Outils soustractifs

Ces outils permettent d'enlever de la matière à un corps solide existant.

  • PartDesign Pocket.png Cavité : créé une cavité à partir de l'esquisse sélectionnée.
  • PartDesign Hole.png Perçage : créé une fonction perçage à partir de l'esquisse sélectionnée. L'esquisse doit contenir un ou plusieurs cercles.
  • PartDesign SubtractiveLoft.png Lissage soustractif : créé un solide en réalisant une transition entre au moins deux esquisses puis la soustrait du corps actif.
  • PartDesign SubtractivePipe.png Balayage soustractif : créé un solide en balayant une ou plusieurs esquisse(s) le long d'un chemin ouvert ou fermé puis le soustrait du corps actif.

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

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