Open Source 3D Parametrische CAD Modeler

Aan de slag met FreeCAD

FreeCAD is beschikbaar als vooraf gecompileerde installers voor Windows, macOS en Linux op de pagina met de nieuwste releases. Op Linux is het vaak beschikbaar via de pakketbeheerder of softwarecentrum van uw distributie. Voor ontwikkelaars en gevorderde gebruikers wordt het bouwen vanuit de bron ondersteund met CMake. Het officiële Developers Handbook biedt gedetailleerde bouwinstructies. Zodra geïnstalleerd, start FreeCAD en verken de werkbanken via de werkbalk. De Python-console en macro‑systeem maken automatisering en aanpassing mogelijk. Voor leermaterialen, bezoek de Aan de slag-gids op de FreeCAD-wiki.

# Ubuntu/Debian
sudo apt install freecad

# macOS (Homebrew)
brew install --cask freecad

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

Parametrisch 3D-modelleren met Python API

De parametrische modelleringsengine van FreeCAD stelt gebruikers in staat objecten te definiëren met bewerkbare parameters, waardoor ontwerpiteraties mogelijk zijn door simpelweg waarden aan te passen. De Python API maakt de volledige modelleringsstack toegankelijk, zodat ontwikkelaars complex geometrieën programmatisch kunnen creëren. Met de Part- en PartDesign-werkbanken kun je primitieve vormen genereren, Booleaanse bewerkingen uitvoeren, afrondingen/afschuiningen toevoegen en functies maken zoals pads, pockets en revoluties — allemaal via Python. Deze mogelijkheid is essentieel voor generatief ontwerp, topologie-optimalisatie en het integreren van CAD met simulatie- of productieprocessen. De API ondersteunt zowel objectgeoriënteerde als functionele benaderingen, waardoor hij geschikt is voor scripting, macro's en volledige plugins. Met toegang tot de onderliggende OpenCASCADE-kernel levert FreeCAD geometrische bewerkingen van professioneel niveau, terwijl het gebruiksvriendelijk blijft voor beginners.

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()

2D-schetsen & tekenwerkbank

FreeCAD bevat een robuuste 2D schetsomgeving die geïntegreerd is met de 3D-modelleringspipeline. De Sketcher-werkbank stelt gebruikers in staat om geometrie-beperkte 2D-profielen te tekenen met lijnen, bogen, cirkels en splines. Beperkingen zoals horizontaal, verticaal, parallel, loodrecht en dimensionale beperkingen zorgen voor nauwkeurige controle over de schetsgeometrie. Zodra ze voltooid zijn, dienen deze schetsen als basis voor 3D-functies zoals extrusies, revoluties en lofts. Daarnaast biedt de Draft-werkbank tools voor het maken van 2D-vectortekeningen zonder beperkingen, ideaal voor architecturale plattegronden of technische illustraties. De Drawing-werkbank maakt het mogelijk om orthografische projecties, doorsnedebeelden en geannoteerde tekeningen te genereren vanuit 3D-modellen, en ondersteunt ISO-conforme technische documentatie met dimensionering, toleranties en stuklijsten.

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()

Assemblageontwerp & constraintoplossing

FreeCAD ondersteunt complexe assemblagemodellering via de Assembly4- en Assembly3-werkbanken, waardoor gebruikers meerdere onderdelen kunnen combineren tot functionele mechanismen. Assemblies worden opgebouwd met behulp van constraints zoals coincident, parallel, perpendicular, tangent en distance om relatieve posities en bewegingen tussen componenten te definiëren. De solver werkt de assemblage automatisch bij wanneer een onderdeel of constraint wordt gewijzigd, waardoor de ontwerpintegriteit wordt gewaarborgd. Deze mogelijkheid is essentieel voor mechanische engineeringtaken zoals tandwieloverbrengingen, koppelingen en behuizingsontwerpen. Assemblies kunnen worden geëxporteerd als STEP-bestanden voor samenwerking met andere CAD-systemen, en bewegingssimulatie is mogelijk via integratie met externe tools zoals Yade of aangepaste Python-scripts. De parametrische aard van FreeCAD zorgt ervoor dat wijzigingen aan individuele onderdelen automatisch naar de assemblage worden doorgevoerd, waardoor handmatige updates worden verminderd en fouten worden geminimaliseerd.

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()

BIM & architecturale modelleringstools

FreeCAD bevat gespecialiseerde tools voor Building Information Modeling (BIM) en architectonisch ontwerp via de Arch-werkbank. Gebruikers kunnen muren, vloeren, daken, ramen, deuren en structurele elementen maken met intuïtieve parametrische objecten. Deze objecten worden automatisch bijgewerkt wanneer hun parameters veranderen, wat iteratief ontwerp en naleving van bouwvoorschriften ondersteunt. De werkbank ondersteunt IFC (Industry Foundation Classes) import/export, waardoor interoperabiliteit met industriestandaard BIM-software zoals Revit en Archicad mogelijk is. Functies zoals terreinplanning, opzetten van energieanalyse en materiaalopnamen maken FreeCAD geschikt voor vroegstadium architectonisch ontwerp en documentatie. Bovendien integreren de Draft- en Sketcher-werkbanken naadloos voor het maken van precieze plattegronden en gevelaanzichten, terwijl de Drawing-werkbank constructietekeningen genereert met annotaties, afmetingen en schema's.

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()