Freecad is een gratis te gebruiken programma om 3D ontwerpen te maken en te exporteren als STL-bestand. Het programma komt wat vreemd en mogelijk kinderachtig over maar vergis je niet het kent ongekende mogelijkheden. Ook de werking is bijzonder vergeleken de meest gebruikte 3d ontwerpprogramma’s. Freecad is een z.g. parametrisch ontwerpprogramma dit houd in dat je bij alles wat je doet maten moet opgeven. Het grote voordeel van deze werkwijze is dat je nauwkeurig bent en je na verloop van tijd in je ontwerp maten constant kunt aanpassen. Je hoeft dus niet zo snel een nieuw object te maken als er maten zijn die niet kloppen.
Om de basis een beetje te snappen maken wij een eenvoudige kubus, er van uitgaande dat je Freecad hebt geïnstalleerd en mogelijk zelfs al hebt aangepast aan je wensen. Een belangrijk onderdeel van deze aanpassingen zijn de maatvoering mm of inch en de taal. Zelf heb ik de maatvoering in mm dit is tevens de maat waarmee het programma standaard werkt. De taal hou ik op Engels, niet omdat mijn Engels nu zo goed is maar meer omdat ik dan makkelijker online handleidingen zoals beschikbaar op Youtube kan volgen. Goed de kubus.
Ik kies hier bewust de moeilijke weg om juist de bijzondere eigenschappen van Freecad te demonstreren.
Na het opstarten wordt je geconfronteerd met het openingsscherm van Freecad, hier zijn standaard wat keuzes beschikbaar waarvan ik zeg bekijk ze gerust. Voor de kubus klikken we op create nieuw.
Er opent zich een nieuw scherm waarin getekend kan worden. Echter voor je kunt tekenen moet je zelf bedenken wat je wilt tekenen en er het juiste gereedschap voor kiezen, een workbench (werkbank) genaamd.
Links de panelen met informatie over wat je aan het tekenen bent. Rechts het grote vlak de tekenruimte en bovenaan de menubalk. Zoals gezegd moeten wij een workbench selecteren om te kunnen tekenen. Er zijn er al veel geïnstalleerd en heel bijzondere werkbanken kun je later via het internet nog toevoegen. Voor onze kubus selecteren wij bovenaan bij start met het pijltje ernaast voor Partdesign
Met partdesign maak je een tekening in 2D dus het vlakke vlak. Deze tekening wordt als je klaar bent uitgerekt tot een 3D-vorm.
Na het openen van de Partdesign workbench verandert het scherm in links een vlak met create body, je hebt een body nodig om mee te beginnen. Deze body kan op een gegeven moment uit diverse tekeningen bestaan afhankelijk van wat je wilt tekenen. Je kunt ook meerdere body’s aanmaken welke uiteindelijk jou 3D model gaan vormen. Dus om verder te kunnen klikken wij op create body.
En weer veranderd het scherm.
Nu kun je links kiezen create sketch, klik hier op en je bent bijna zover dat je kunt tekenen. En jawel het scherm veranderd weer. Er wordt je nu gevraagd een vlak te kiezen waarop je wilt tekenen de regel is op het vlakke bodem scherm alsof het een vel papier is wat op tafel ligt. Maar je kunt er ook voor kiezen in een zijaanzicht te teken, met de kubus rechtsboven kun je het scherm verdraaien zodat je goed de 3D vlakken in beeld krijgt. Dit draaien kan ook met de muis maar is afhankelijk van hoe je de muis hebt ingesteld. Als je bijvoorbeeld gewend bent aan Blender 3D (ook een gratis ontwerpprogramma) dan kun je de muis zo instellen dat deze hetzelfde werkt als in Blender 3D.
Op de bodem het papier op de tafel kiezen wij het XY_plane. Dit kun je doen door links in het keuzemenu te kiezen maar het kan ook door op het bewuste vlak te klikken, het geselecteerde vlak licht op. bevestig je keuze door op de knop OK linksboven het objectvenster. te klikken en weer veranderd het scherm, nu eindelijk in het vlak waarin je kunt tekenen. Ook de menukeuze boven in het scherm is behoorlijk veranderd. Ik ga hier niet alle knopjes apart behandelen dat voert te ver in deze simpele handleiding.
Zoals gezegd je tekent in 2D, je tekening wordt later uitgerekt naar een 3D vorm. Je kunt nu uit de knopjes bovenaan het knopje kiezen om een rechthoek te tekenen maar dit doe ik hier niet juist om wat bijzonderheden van Freecad te demonstreren. Klik op het knopje om een lijn te tekenen aangegeven op het plaatje hier onder. Merk op dat als je met de muis over een knopje gaat er een tekst verschijnt met de functie van het knopje.
Maak met vier lijnen een rechthoek, je hoeft je niet druk te maken over waar de lijnen komen of hoe groot ze zijn. Dit komt later.
Jou tekening ziet er dan ongeveer zo uit.
Nu gaan wij de lijnen ordenen en van de juiste maat voorzien. Schakel de tekenmodus uit door op escape te drukken. Eerst zorgen wij ervoor dat alle uiteinden van de lijnen met elkaar verbonden worden. Dit is belangrijk zodat Freecad precies weet waar een lijn thuishoort. Klik van één van de lijnen op het rode rondje aan het uiteinde van die lijn, het rondje kleurt groen. Klik nu op het dichts bijzijnde rondje van een andere lijn. Er zijn nu twee rondjes groen. In de afbeelding hieronder zijn er twee rondjes geselecteerd.
Klik nu boven in het menu op het rode rondje waarbij staat, Create coincident constraint zoals op de volgende afbeelding is te zien.
Op het moment dat je op het rondje klikt verenigen de eerder geselecteerd rondjes van de lijnen zich met elkaar. Door één van de lijnen aan te klikken en de muisknop ingedrukt te houden kun je beide bewegen met de muis. De twee lijnen blijven met elkaar verbonden. Dit is een vast gegeven voor Freecad deze lijnen horen op deze wijze aan elkaar vast te zitten. Verbind op dezelfde manier de andere uiteinden van de lijnen zodat er zicht een vaste rechthoek vormt. Je kunt dit controleren door te proberen lijnen te verschuiven. Zijn er lijnen los? Maak deze dan aan elkaar vast.
Zoals je kunt zien in mijn rechthoek zijn niet alle lijnen echt recht. Dit kun je veranderen door de betreffende lijn aan te klikken waarop deze groen kleurt. Daarna klik je op Create horizontal constraint of indien nodig Create vertical constraint. Hiermee wordt een lijn perfect recht in je tekeneng gezet. Er zijn nog meer z.g. constraints toe te passen. Zo zijn er om twee lijnen parallel te laten lopen of om een lijn te laten aansluiten op een cirkel kortom allerlei mogelijkheden om de lijnen structuur in je ontwerp goed neer te zetten. Als alle lijnen recht zijn, dit kun je zien aan een klein rood streepje naast de lijn gaan we verder met het op de plaats zetten van de rechthoek.
Ook hiervoor kun je de genoemde constraints gebruiken maar ook is het mogelijk een maatvoering te gebruiken. Het kruis in het midden van de tekening kun je hierbij betrekken. Je kunt bijvoorbeeld een maat opgeven van een lijn naar het horizontale midden van de tekening. Maar eerst zal ik het doen met een constraint. Klik op de bovenste lijn op beide rondjes aan het uiteinde van die lijn, beide kleuren groen. Klik ook op de verticale lijn van het kruis in de tekening. Klik vervolgens op het >< teken bij de constraints. De twee rondjes worden evenwijdig van de verticale lijn gezet. Hiermee ligt de positie van die lijn vast. Probeer hem maar is te verplaatsen. Bij het werken met constraints kan het voorkomen dat deze elkaar in de weg zitten. In het kader links waar informatie wordt gegeven over de tekening zie je dan een foutmelding en de door jou gekozen handeling kan niet worden uitgevoerd. Om het probleem op te lossen klik je op Click to selct en vervolgens op de deleteknop tot de waarschuwing is verdwenen.
Om de verticale positie vast te leggen moeten wij eerst weten wat de maten zijn van de rechthoek. Ik hou deze eenvoudig 10X10 mm. Je kunt dit aangeven daar een lijn te selecteren en daarna op het symbool (knop) voor maatvoering zoals in de afbeelding hieronder.
Er opent zich een scherm waarin je de maat kunt opgeven, 10 mm.
Zoals je ziet wordt de maar keurig aangegeven, staat deze maatvoering in de weg dan kun je hem verschuiven. Deze maatvoering kun je ook ten alle tijden veranderen, ook als je ontwerp al zijn 3D vorm heeft gekregen! Een van de grote voordelen van Freecad.
Nu we hebben aangegeven dat de hoogte van de rechthoek is kunnen wij deze maat ook gebruiken om de rechthoek in verticale richting op zijn plaats te zetten. Hiervoor klik je op een rondje aan het uiteinde van de bovenste horizontale lijn. Je klikt ook op de horizontale lijn van het kruis in de tekening, beide kleuren groen. Gebruik nu de maatvoering Fix the length of a line… En geef de maat van 5mm op.
Nu rest ons alleen nog om de horizontale maat op te geven. Dit klopt ook als je links in het venster kijkt staat er dat je nog 1 degree of freedom is. Dit betekend dat er van één onderdeel nog gegevens ontbreken en je dit onderdeel kunt bewegen. Als je dit onderdeel, de horizontale breedte opgeeft kleurt je tekening groen. Hiermee wordt aangegeven dat alle lijnen goed zijn geplaatst en er geen fouten zoals losse eindjes inzitten.
Je kunt nop op de knop close klikken om je tekening te sluiten. Je tekening bevind zich in de 3D ruimte maar is nog steeds een platte tekening. Klik rechts boven op het tabblad Model. Je ziet nu een boomstructuur van wat je hebt gedaan. Je hebt een body met daarin een tekening. Om van de tekening een 3D-model te maken klik je in het lijstje met de boomstructuur de tekening aan.De tekening wordt wit weergegeven ten teken dat deze actief is. Klik vervolgens op het gele doosje met grijze rand eronder zoals op onderstaande afbeelding is weergegeven, met Pad a selected schetst. Plots heeft je rechthoek een 3D vorm. Er opent zicht ook weer een venster met tasks. Hier kun je de maat opgeven van hoever de tekening moet worden uitgerekt. Geef ook hier 10 mm op, wat overigens de standaard is Er staan in dit task venster nog meer mogelijkheden maar die hebben wij op het moment niet nodig..
Klik op oké om je instelling te bevestigen. Je bent weer terug in de boomstructuur. Hier kun je gelijk wat namen geven aan je creaties door op de naam van een onderdeel te klikken met de rechtermuisknop. Uit het popup venster kies je rename. Om nog wat spectaculairs te doen met onze kubus voorzien wij hem van een gat. Dit gat kun je tekenen maar je kunt dit ook als kant en klaar object invoegen met de part workbench
Selecteer uit de lijst met workbenches de part workbench.Met deze workbench werk je met kant en klare vormen (primitieven) deze zijn o.a. een kubus, een bol een conus e.d. Om een gat in onze kubus te maken hebben wij een cilinder nodig. Deze cilinder wordt later het gat. Klik op het cilinder symbool. De cilinder wordt geplaatst in het midden van het scherm, op de z.g. nul assen. Als je de cilinder selecteert wordt een venster met eigenschappen actief. Hier kun je de plaats van de cilinder bepalen, de hoogte en de radius. Toevallig is de cilinder net zo hoog als de kubus, 10 mm. Om de cilinder te kunnen gebruiken voor ons doel een gat maken maken wij de cilinder wat hoger. Bijvoorbeeld 15 mm.
Om het gat te kunnen maken moet de cilinder wat zakken, klik op de naam van de cilinder met de rechtermuisknop en kies voor transform.Met het blauwe pijtje trek je de cilinder wat naar beneden. Je kunt dit ook doen door de positie van de cilinder te veranderen in de eigenschappen.
Klik op oké als je klaar bent. Je ziet de kubus met de cilinder daar in. Selecteer de kubus, houd de cntrl-toets ingedrukt en selecteer ook de cilinder. In deze volgorde! Klik op de twee rondjes boven in het menu een blauw rondje met daaroverheen een wit rondje, Make a cut off two shapes.
Klik op dat symbooltje en de cilinder wordt van de kubus afgetrokken waardoor een gat ontstaat met de maten van de cilinder.
Tot zover deze handleiding om een kubus met gat te maken. Er zijn veel makkelijkere methodes om dit in Freecad te doen maar zoals gezegd ik heb eerst deze methode gebruikt om juist zoveel mogelijk van freecad te laten zien.
JohnT