Modeler CAD 3D Parametrik Open Source

Memulai dengan FreeCAD

FreeCAD tersedia sebagai installer pra‑kompilasi untuk Windows, macOS, dan Linux di halaman rilis terbaru. Di Linux, biasanya tersedia melalui manajer paket atau pusat perangkat lunak distribusi Anda. Untuk pengembang dan pengguna lanjutan, membangun dari sumber didukung menggunakan CMake. Panduan Pengembang resmi menyediakan instruksi build terperinci. Setelah diinstal, luncurkan FreeCAD dan jelajahi workbench melalui bilah alat. Konsol Python dan sistem makro memungkinkan otomatisasi dan kustomisasi. Untuk sumber belajar, kunjungi panduan Memulai di wiki FreeCAD.

# Ubuntu/Debian
sudo apt install freecad

# macOS (Homebrew)
brew install --cask freecad

# Windows: Download from https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases/latest

Pemodelan 3D Parametrik dengan API Python

Mesin pemodelan parametrik FreeCAD memungkinkan pengguna mendefinisikan objek dengan parameter yang dapat diedit, memungkinkan iterasi desain dengan cukup mengubah nilai. API Python mengekspos seluruh tumpukan pemodelan, memungkinkan pengembang membuat geometri kompleks secara programatik. Dengan menggunakan workbench Part dan PartDesign, Anda dapat menghasilkan primitif, melakukan operasi Boolean, menambahkan fillet/chamfer, dan membuat fitur seperti pad, pocket, dan revolusi—semua melalui Python. Kemampuan ini penting untuk desain generatif, optimasi topologi, dan mengintegrasikan CAD dengan alur kerja simulasi atau manufaktur. API mendukung pendekatan berorientasi objek maupun fungsional, menjadikannya cocok untuk scripting, makro, dan plugin lengkap. Dengan akses ke kernel OpenCASCADE yang mendasari, FreeCAD menyediakan operasi geometrik kelas profesional sambil tetap mudah digunakan bagi pemula.

import FreeCAD as App
import Part

# Create document and object
doc = App.newDocument()
cube = doc.addObject("Part::Box", "Cube")
cube.Length = 10
cube.Width = 20
cube.Height = 30
App.ActiveDocument.recompute()

# Modify dimensions later
cube.Length = 15
App.ActiveDocument.recompute()

Workbench Sketsa & Penggambaran 2D

FreeCAD mencakup lingkungan sketsa 2D yang kuat yang terintegrasi dengan alur pemodelan 3D. Workbench Sketcher memungkinkan pengguna menggambar profil 2D yang dibatasi geometri menggunakan garis, busur, lingkaran, dan spline. Kendala seperti horizontal, vertikal, paralel, tegak lurus, dan kendala dimensi memastikan kontrol yang tepat atas geometri sketsa. Setelah selesai, sketsa ini menjadi dasar untuk fitur 3D seperti ekstrusi, revolusi, dan loft. Selain itu, workbench Draft menyediakan alat untuk membuat gambar vektor 2D tanpa kendala, ideal untuk rencana lantai arsitektur atau ilustrasi teknis. Workbench Drawing memungkinkan pembuatan proyeksi ortografik, tampilan potongan, dan gambar beranotasi dari model 3D, mendukung dokumentasi teknis yang sesuai ISO dengan fitur pengukuran, toleransi, dan daftar bahan.

import FreeCAD as App
import Sketcher
import PartDesign

doc = App.newDocument()
Part = doc.addObject("PartDesign::Body")
Sketch = doc.addObject("Sketcher::SketchObject", "Sketch")
Sketch.Placement = App.Placement(App.Vector(0,0,0), App.Rotation(App.Vector(0,0,1),0))

# Add geometry
Sketch.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(-10,0,0),App.Vector(10,0,0)),False)
Sketch.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(10,0,0),App.Vector(10,10,0)),False)
Sketch.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(10,10,0),App.Vector(-10,10,0)),False)
Sketch.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(-10,10,0),App.Vector(-10,0,0)),False)

# Add constraints
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Coincident',0,2,1,1))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Coincident',1,2,2,1))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Coincident',2,2,3,1))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Coincident',3,2,0,1))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Horizontal',0))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('Vertical',1))

# Extrude
Pad = doc.addObject("PartDesign::Pad", "Pad")
Pad.Profile = Sketch
Pad.Length = 5
doc.recompute()

Desain Perakitan & Penyelesaian Kendala

FreeCAD mendukung pemodelan rakitan kompleks melalui workbench Assembly4 dan Assembly3, memungkinkan pengguna menggabungkan beberapa bagian menjadi mekanisme fungsional. Rakitan dibangun menggunakan kendala seperti coincident, parallel, perpendicular, tangent, dan distance untuk mendefinisikan posisi relatif dan gerakan antar komponen. Solver secara otomatis memperbarui rakitan ketika bagian atau kendala apa pun dimodifikasi, memastikan integritas desain. Kemampuan ini penting untuk tugas teknik mesin seperti rangkaian roda gigi, penghubung, dan desain housing. Rakitan dapat diekspor sebagai file STEP untuk kolaborasi dengan sistem CAD lain, dan simulasi gerakan dimungkinkan melalui integrasi dengan alat eksternal seperti Yade atau skrip Python khusus. Sifat parametrik FreeCAD memastikan bahwa perubahan pada bagian individu menyebar secara otomatis ke rakitan, mengurangi pembaruan manual dan meminimalkan kesalahan.

import FreeCAD as App
import Assembly4

doc = App.newDocument("Assembly")
# Add parts
Part1 = doc.addObject("Part::Box", "Block1")
Part1.Length, Part1.Width, Part1.Height = 10, 10, 10
Part2 = doc.addObject("Part::Cylinder", "Cylinder1")
Part2.Radius, Part2.Height = 3, 15

# Create assembly
asm = doc.addObject("App::Part", "Assembly")
asm.Type = "Assembly"
asm.addObject(Part1)
asm.addObject(Part2)

# Apply constraint (simplified)
# In practice, use Assembly4's Constraint class for full functionality
App.ActiveDocument.recompute()

Alat BIM & Pemodelan Arsitektur

FreeCAD mencakup alat khusus untuk Building Information Modeling (BIM) dan desain arsitektur melalui workbench Arch. Pengguna dapat membuat dinding, lantai, atap, jendela, pintu, dan elemen struktural menggunakan objek parametrik yang intuitif. Objek-objek ini secara otomatis memperbarui ketika parameternya berubah, mendukung desain iteratif dan kepatuhan terhadap kode bangunan. Workbench ini mendukung impor/ekspor IFC (Industry Foundation Classes), memungkinkan interoperabilitas dengan perangkat lunak BIM standar industri seperti Revit dan Archicad. Fitur seperti perencanaan situs, penyiapan analisis energi, dan perhitungan material membuat FreeCAD cocok untuk desain arsitektur tahap awal dan dokumentasi. Selain itu, workbench Draft dan Sketcher terintegrasi mulus untuk membuat rencana lantai dan elevasi yang presisi, sementara workbench Drawing menghasilkan dokumen konstruksi dengan anotasi, dimensi, dan jadwal.

import FreeCAD as App
import Arch

doc = App.newDocument("Building")
# Create wall
Wall = Arch.makeWall(length=5000, width=200, height=3000)
Wall.Base = Arch.makeSketch([0,0,0], [5000,0,0], [5000,200,0], [0,200,0])

# Create window
Window = Arch.makeWindow(1200, 1500)
Window.Base = Arch.makeSketch([1000,100,0], [2200,100,0], [2200,1600,0], [1000,1600,0])
Window.Host = Wall

App.ActiveDocument.recompute()