Quelloffene CAD-Entwicklungswerkzeuge: FreeCAD – erster Teil

Evaluation und Anpassung quelloffener Entwicklungswerkzeuge für mechatronische Systeme

FreeCAD ist ein quelloffenes, 3-dimensionales CAD/FEM-Entwicklungswerkzeug, das von Jürgen Riegel, Werner Mayer und Yorik van Havre entwickelt wurde. Es ist unter LGPLv2+ lizenziert, und läuft auf Windows, MacOSx sowie Unix/Linux Betriebssysteme. FreeCAD hat eine große Gemeinschaft, die das Produkt fortlaufend weiterentwickelt. Im Internet gibt es Tutorials, Youtube Videos und ein Wiki für das Erlernen von FreeCAD. Es unterstützt Makros und Pythonskripte, und kann Modelle und Zeichnungen als viele verschiedene Dateitypen importieren und exportieren. FreeCAD ist ein starkes Entwicklungswerkzeug mit vielen Funktionalitäten. In diesem Post betrachte ich nur den CAD-Teil von FreeCAD.

Zur Installation: FreeCAD ist verfügbar unter www.freecadweb.org. Der Installationsprozess ist einfach und dauert nur wenige Minuten.

Zur Nutzung: FreeCAD funktioniert wie viele andere propriatäre CAD-Produkte. Besonders wichtig in FreeCAD ist die „Workbench“. Das ist die obere Auswahlbox im Fenster. Hier gibt es eine große Auswahl an Werkzeugen. Wichtig für uns an dieser Stelle sind der „Sketcher“ und „Part“. In Sketcher kann man eine 2-dimesionale Skizzierung von einem Modell machen und definieren. In Part kann man einfache Teile entwerfen, bspw. Quadrate, Zylinder, Kugeln, usw. Außerdem lässt sich damit eine Skizzierung extrudieren, um ein 3-dimensionales Teil zu erschaffen. Für die weiteren Bearbeitungen eines Teils ist es möglich eine neue Skizzierung auf der Oberfläche dieses Teils zu machen und weitere extrudierte Teile davon zu entwerfen.

Jedes Teil kann auf zwei Arten bearbeitet werden. Man kann entweder kleine Änderungen mit den „Part Tools“ vornehmen, wie z. B. Verrundung und Fase, oder zwei Teile mit boolescher Algebra verknüpfen. Boolesche Algebra bedeutet, dass ein Teil aus zwei Teilen besteht, die voneinander subtrahiert oder miteinander addiert werden. Um z.B. eine Bohrung durchzuführen, muss man einen festen Zylinder nehmen und dann die „Cut“ Funktion benutzen. Der Zylinder wird dann von dem anderen Teilen subtrahiert. Die booleschen Algebra Funktionen in FreeCAD werden von OpenSCAD bereitgestellt, welches ein anderes, quelloffenes CAD-Werkzeug ist, das wir uns später noch anschauen werden.

Ein großer Vorteil von FreeCAD ist, dass es die „parametrische Modellierung“ unterstützt. Das heißt, wenn ein 3-dimensionales Modell parametrisiert entworfen wurde, kann man die parametrisierte Skizzierung dazu ändern und das Modell aktualisiert sich automatisch. Das ist eine wirksame Funktion, die selten in anderen Open Source Werkzeugen zu finden ist.