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产品设计最初是商业术语,但在3D世界中,它通常意味着对具有3D打印或更一般地由机器(例如3D打印机或CNC机器)制造的想法进行建模。
在3D中打印对象时,最重要的是对象是实体。因为它们将成为真实的,坚固的物体,这是显而易见的。当然,没有什么能阻止它们在里面空洞。但是你总是需要清楚地知道材料内部的哪个点,以及哪个点在外面,因为3D打印机或CNC机器需要确切地知道什么是材料和什么不是。因此,在FreeCAD中,PartDesign Workbench是构建此类部件的完美工具,因为它始终会照顾您的对象保持坚固和可构建。
为了说明PartDesign Workbench的工作原理,让我们为这款着名的Lego模型进行建模:
乐高积木的酷炫之处在于,尺寸很容易在互联网上获得,至少对于标准件而言。这些非常容易在3D打印机上进行建模和打印,并且有点耐心(3D打印通常需要大量调整和微调),您可以制作完全兼容的部件并完美地点击原始乐高积木。在下面的例子中,我们将制作比原件大1.5倍的作品。
我们现在将专门使用Sketcher和PartDesign工具。由于Sketcher Workbench中的所有工具也包含在Part Design Workbench中,我们可以保留Part Design,我们不需要在两者之间来回切换。
零件设计对象完全基于草图。Sketch是一个2D对象,由线性段(线,圆弧或椭圆弧)和约束组成。这些约束可以应用于线性段或其端点或中心点,并将强制几何采用某些规则。例如,您可以在线段上放置垂直约束以强制它保持垂直,或者在端点上放置位置(锁定)约束以禁止它移动。当草图具有确切数量的约束时,禁止草图的任何点再次移动,我们将讨论完全约束的草图。当存在冗余约束时,可以在不允许移动几何体的情况下移除它,将其称为过度约束。应该避免这种情况,如果出现这种情况,FreeCAD会通知您。
草图具有编辑模式,可以更改其几何和约束。当你与编辑完成,退出编辑模式,速写表现得像任何其他FreeCAD对象,并且可以用作所有零件设计工具积木,而且在其他工作台,如部分或拱门。该工作台草案也有一个工具,将对象转换为素描草稿,反之亦然。
请注意,最后一个点对点约束并非绝对必要。您永远不会被迫使用完全约束的草图。但是,如果我们打算用3D打印这个块,则需要将我们的块保持在原点附近(这将是打印头可以移动的空间的中心)。通过添加该约束,我们确保我们的作品将始终“锚定”到该原点。
该垫的行为非常像挤出,我们在前面的章节中使用的工具。但是,有一些不同之处,主要是垫不能移动。它永远附在它的草图上。如果要更改打击垫的位置,则必须移动基本草图。在目前的情况下,我们希望确保什么都不会失去位置,这是一个额外的安全措施。
您会注意到此工具只能添加基面的边。创建选定面的草图时,会在该面与草图之间创建关系,这对于进一步操作非常重要。您可以随后使用“ 地图草图”工具将草图重新映射到另一个面。
您会注意到我们的建模历史(树视图中显示的内容)已经变得很长。这很宝贵,因为我们所做的每一步都可以在以后改变。将这个模型适用于另一种砖,例如一个2x2点,而不是2x4,这将是一块蛋糕,我们只需要改变几个维度和线性模式中出现的次数。我们可以轻松地创造原始乐高游戏中不存在的更大的棋子。
但是我们也可以想要摆脱历史,例如,如果我们要用这块砖模拟城堡,我们不希望在我们的文件中重复这整个历史500次。
有两种简单的方法可以摆脱历史,一种是使用Part Workbench中的Create simple copy工具,它将创建一个不再依赖历史记录的作品副本(之后可以删除整个历史记录) ),另一种方法是将该块导出为STEP文件并重新导入。
组装
但两个世界中最好的也存在,这就是Assembly2 Workbench,一个可以从FreeCAD-addons存储库安装的插件。这个Workbench被命名为“2”,因为还有一个正在开发的官方内置Assembly Workbench,尚未准备就绪。但是,Assembly2 Workbench已经很好地构造了程序集,并且还具有一些对象到对象约束,您可以使用这些约束来约束一个对象相对于另一个对象的位置。但是,在下面的示例中,使用“ 草稿移动”和“ 草稿旋转”比使用Assembly2约束更快更容易地定位块。
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