Açık Kaynak 3D Parametrik CAD Modelleyicisi

FreeCAD ile Başlarken

FreeCAD, Windows, macOS ve Linux için önceden derlenmiş kurulum dosyaları olarak en son sürüm sayfası'nda mevcuttur. Linux'ta genellikle dağıtımınızın paket yöneticisi veya yazılım merkezi aracılığıyla bulunur. Geliştiriciler ve ileri düzey kullanıcılar için, CMake kullanarak kaynak koddan derleme desteklenir. Resmi Geliştiriciler El Kitabı ayrıntılı derleme talimatları sağlar. Kurulduktan sonra, FreeCAD'i başlatın ve araç çubuğu üzerinden çalışma ortamlarını keşfedin. Python konsolu ve makro sistemi otomasyon ve özelleştirmeyi mümkün kılar. Öğrenme kaynakları için FreeCAD wiki'sindeki Başlarken rehberini ziyaret edin.

# Ubuntu/Debian
sudo apt install freecad

# macOS (Homebrew)
brew install --cask freecad

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

Python API ile Parametrik 3B Modelleme

FreeCAD'in parametrik modelleme motoru, kullanıcıların düzenlenebilir parametrelerle nesneler tanımlamasına olanak tanır ve değerleri basitçe ayarlayarak tasarım yinelemelerini mümkün kılar. Python API'si, tüm modelleme yığınına erişim sağlar ve geliştiricilerin karmaşık geometrileri programlı olarak oluşturmasına izin verir. Part ve PartDesign çalışma tezgahlarını kullanarak, temel şekiller oluşturabilir, Boolean işlemleri yapabilir, fileteler/köşe yumuşatmaları ekleyebilir ve pedler, cepler ve devrimler gibi özellikler yaratabilirsiniz—hepsi Python aracılığıyla. Bu yetenek, üretken tasarım, topoloji optimizasyonu ve CAD'i simülasyon veya üretim iş akışlarıyla entegre etmek için esastır. API, nesne yönelimli ve fonksiyonel yaklaşımları destekler, bu da betik yazma, makrolar ve tam özellikli eklentiler için uygundur. Altta yatan OpenCASCADE çekirdeğine erişimle, FreeCAD profesyonel düzeyde geometrik işlemler sunarken, yeni başlayanlar için kullanım kolaylığını korur.

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()

2B Çizim ve Taslak Çalışma Alanı

FreeCAD, 3D modelleme hattıyla bütünleşik sağlam bir 2D taslak ortamı içerir. Sketcher çalışma tezgahı, kullanıcıların çizgiler, yaylar, daireler ve spline'lar kullanarak geometrik kısıtlamalı 2D profiller çizmelerini sağlar. Yatay, dikey, paralel, dik ve boyutsal kısıtlamalar gibi kısıtlamalar, taslak geometrisinin hassas kontrolünü temin eder. Tamamlandığında, bu taslaklar ekstrüzyonlar, devrimler ve loft gibi 3D özelliklerin temeli olur. Ayrıca, Draft çalışma tezgahı, kısıtlama olmadan 2D vektör çizimleri oluşturmak için araçlar sunar; mimari kat planları veya teknik illüstrasyonlar için idealdir. Drawing çalışma tezgahı, 3D modellerden ortografik projeksiyonlar, kesit görünümleri ve açıklamalı çizimler üretmeyi sağlar ve ISO uyumlu teknik dokümantasyonu boyutlandırma, tolerans ve malzeme listesi özellikleriyle destekler.

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()

Montaj Tasarımı ve Kısıtlama Çözümü

FreeCAD, Assembly4 ve Assembly3 çalışma tezgahları aracılığıyla karmaşık montaj modellemesini destekler ve kullanıcıların birden fazla parçayı işlevsel mekanizmalara birleştirmesini sağlar. Montajlar, bileşenler arasındaki göreceli konumları ve hareketleri tanımlamak için eşzamanlı, paralel, dik, teğet ve mesafe gibi kısıtlamalar kullanılarak oluşturulur. Çözücü, herhangi bir parça veya kısıtlama değiştirildiğinde montajı otomatik olarak günceller, tasarım bütünlüğünü sağlar. Bu yetenek, dişli takımları, bağlantı elemanları ve muhafaza tasarımları gibi mekanik mühendislik görevleri için hayati öneme sahiptir. Montajlar, diğer CAD sistemleriyle iş birliği için STEP dosyaları olarak dışa aktarılabilir ve hareket simülasyonu, Yade gibi harici araçlarla veya özel Python betikleriyle entegrasyon sayesinde mümkündür. FreeCAD'in parametrik yapısı, bireysel parçalardaki değişikliklerin otomatik olarak montaja yayılmasını sağlayarak manuel güncellemeleri azaltır ve hataları en aza indirir.

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 ve Mimari Modelleme Araçları

FreeCAD, Arch çalışma tezgahı aracılığıyla Bina Bilgi Modellemesi (BIM) ve mimari tasarım için özelleşmiş araçlar içerir. Kullanıcılar, sezgisel parametrik nesneler kullanarak duvarlar, katlar, çatı, pencereler, kapılar ve yapısal elemanlar oluşturabilir. Bu nesneler, parametreleri değiştiğinde otomatik olarak güncellenir, yinelemeli tasarımı ve bina kodlarına uyumu destekler. Çalışma tezgahı, IFC (Industry Foundation Classes) içe/dışa aktarımını destekler ve Revit ve Archicad gibi sektör standardı BIM yazılımlarıyla birlikte çalışabilirlik sağlar. Site planlaması, enerji analizi kurulumu ve malzeme miktar çıkarımları gibi özellikler, FreeCAD'i erken aşama mimari tasarım ve dokümantasyon için uygun kılar. Ayrıca, Draft ve Sketcher çalışma tezgahları, hassas kat planları ve kesitler oluşturmak için sorunsuz bir şekilde bütünleşir, Drawing çalışma tezgahı ise açıklamalar, ölçüler ve takvimler içeren inşaat belgeleri üretir.

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()