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Vorwort
FreeCAD ist eine 3D CAD/CAE parametrische Modellierungsanwendung. Es ist in erster Linie für die mechanische Konstruktion konzipiert, dient aber auch allen anderen Anwendungen, bei denen 3D-Objekte mit Präzision und Kontrolle über die Modellierungshistorie modellieren müssen.

FreeCAD befindet sich seit einiger Zeit in der Entwicklung und bietet eine lange Liste von Funktionen. Fähigkeiten fehlen noch, insbesondere im Vergleich zu kommerziellen Lösungen, und sind vielleicht nicht vollständig genug, um in den meisten Produktionsumgebungen eingesetzt zu werden, aber es ist leistungsstark genug für die meisten Hobbybastler und viele kleinere Betriebe. Es gibt eine schnell wachsende Gemeinschaft von begeisterten Anwendern, die am FreeCAD-Forum teilnehmen, und Sie können dort viele Beispiele für Qualitätsprojekte finden, die mit FreeCAD entwickelt wurden.

Wie alle Open-Source Projekte ist das FreeCAD-Projekt keine Einbahnstraße, das Ihnen von seinen Entwicklern zur Verfügung gestellt wird. Es hängt stark von seiner Gemeinschaft ab, zu wachsen, Funktionen zu erhalten und zu stabilisieren (Fehler zu beheben). Vergessen Sie dies nicht bei der Verwendung von FreeCAD; wenn es Ihnen gefällt, können Sie es direkt beeinflussen und beitragen!

Installation
Lade zuerst FreeCAD herunter und installiere es. Auf der Seite Herunterladen findest Du Informationen zu aktuellen Versionen und Aktualisierungen, und auf der Seite Installieren findet man Installationsanweisungen. Es gibt Installationspakete für Windows (.msi), Debian und Ubuntu (.deb), openSUSE (.rpm) und Mac OSX. FreeCAD ist über die Paketmanager vieler anderer Linux-Distributionen erhältlich. Eine eigenständige AppImage ausführbare Datei ist ebenfalls verfügbar, die auf den meisten aktuellen 64-Bit-Linux-Systemen läuft. Da FreeCAD Open-Source ist, können Sie sich den Quellcode auch selbst holen und Kompilieren.

FreeCAD erkunden


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 * 1. Die 3D-Ansicht, zeigt die geometrischen Objekte im Dokument an.
 * 2. Die Baumansicht (Teil der Combo-Ansicht), die die Hierarchie und Konstruktionshistorie von Objekten im Dokument anzeigt; es kann auch das Aufgabenfenster für aktive Befehle anzeigen.
 * 3. Der Eigenschaftseditor (Teil der Kombiansicht), die das Anzeigen und Ändern von Eigenschaften der ausgewählten Objekte ermöglicht.
 * 4. Die Auswahlansicht, die die Objekte oder Unterelemente von Objekten (Ecken, Kanten, Flächen) anzeigt, die ausgewählt werden.
 * 5. Die Berichtansicht (oder Ausgabefenster), in dem FreeCAD Meldungen, Warnungen und Fehler ausgibt.
 * 6. Die Python-Konsole, wo alle von FreeCAD ausgeführten Befehle gedruckt werden und wo Sie den Code Python eingeben können.
 * 7. Die Statusleiste, in der einige Meldungen und Werkzeugtips erscheinen.
 * 8. Der Werkzeugleistenbereich, in dem die Symbolleisten angedockt sind.
 * 9. Der Arbeitsbereich wählen, mit dem Sie denn Arbeitsbereich auswählen.
 * 10. Das Standardmenü, das die grundlegenden Funktionen des Programms enthält.

Das Hauptkonzept hinter der FreeCAD Oberfläche besteht darin, dass sie in Arbeitsbereiche unterteilt ist. Ein Arbeitsbereich ist eine Sammlung von Werkzeugen, die für eine bestimmte Aufgabe angepasst wurden, wie z.B. das Arbeiten mit Drahtmodellen (mesh), das Zeichnen von 2D Objekte, oder Beschränkte Skizzen. Der aktuelle Arbeitsbereich kann mit  Arbeitsbereich Wähler gewechselt werden. Die in jedem Arbeitsbereich enthaltenen Werkzeuge können individuell angepasst werden Anpassung der Benutzeroberfläche, Werkzeuge von anderen Arbeitsbereichen oder sogar selbst erstellte Werkzeuge, die wir Makros nennen, hinzufügen. Weit verbreitete Ausgangspunkte sind die Arbeitsbereich PartDesign und Arbeitsbereich Part.

Wenn FreeCAD zum ersten Mal gestartet wird, wird das Startzentrum angezeigt. Hier ist, das Erscheinungsbild der Version 0.16:



Das Startzentrum ermöglicht, schnell zu einer der gängigsten Arbeitsbereiche zu gelangen, eine der letzten Dateien zu öffnen oder die neuesten Nachrichten aus der FreeCAD-Welt zu sehen. Du kannst die Standard-Workbench unter Einstellungen ändern.

Navigation im 3D Raum
FreeCAD bietet vier verschiedene Navigationsmodi, die sich durch die Art und Weise der Objektinteraktion in der Ansicht und der 3D-Ansicht unterscheiden. Einer dieser Modi ist speziell für Touchpads ausgelegt, bei dem die mittlere Maustaste nicht genutzt wird. Die nachstehende Tabelle beschreibt den standardmäßig eingestellten Modus CAD Navigation (Sie können den aktuellen Navigationsmodus über das Menü umschalten, das Sie durch einen Rechtsklick in einen leeren Bereich erhalten):

Es stehen mehrere Ansichtsvoreinstellungen (beispielsweise Draufsicht, Frontansicht, usw.) im Ansichtsmenü, auf der Ansichtssymbolleiste und über Tastenkürzel (,, usw.) zur Verfügung. Mit einem Rechtsklick auf ein Objekt oder den Leerbereich der Ansicht steht ein schneller Zugriff auf allgemeine Vorgänge zur Verfügung, beispielsweise um eine bestimmte Ansicht oder ein Objekt in der Baumansicht auszuwählen.

Erste Schritte mit FreeCAD
Das Hauptaugenmerk von FreeCAD besteht darin, Ihnen zu ermöglichen, hochpräzise 3D Modelle zu erstellen, deren Eigenschaften Sie weiterhin genau kontrollieren (durch die Möglichkeit, in der Modellhistorie zurück zu gehen, und Parameter anpassen zu können) und gegebenenfalls auch die Fertigung dieser Modelle (mittels 3D Druck, CNC Fräsen oder sogar bei Bauwerken). Es unterscheidet sich daher sehr von einigen anderen 3D Anwendungen, die für andere Einsatzzwecke wie z.B. Erstellen von Animationsfilmen oder Spielen programmiert wurden. Die Lernkurve von FreeCAD kann sehr steil sein, besonders wenn es Ihr erster Kontakt mit dem 3D Modellieren ist. Falls Sie an einigen Stellen nicht mehr weiter kommen, vergessen Sie nicht, dass es eine freundliche Community von Nutzern unter FreeCAD forum gibt, welche Ihnen schnell weiter helfen kann.

Welchen Arbeitsbereich Sie in FreeCAD verwenden werden, hängt von der zu lösenden Problemstellung ab. Wenn Sie beispielsweise mit mechanischen Modellen arbeiten oder allgemein mit Objekten kleinen Maßstabs, dann werden Sie wahrscheinlich den Arbeitsbereich PartDesign verwenden. Wenn Sie zweidimensionale Skizzen erstellen wollen, dann sind Draft-Arbeitsbereich oder Sketcher-Arbeitsbereich die richtige Wahl (Sketcher insbesondere dann, wenn Sie Beschränkungen verwenden wollen). Wenn Sie an Gebäudedatenmodellierung interessiert sind, dann ist der Arbeitsbereich Arch der richtige. Es gibt auch einen speziellen Arbeitsbereich für das Konstruieren von Schiffen und einen für OpenSCAD.

Sie können den Arbeitsbereich jederzeit wechseln und modifizieren, um beispielsweise Werkzeuge anderer Arbeitsbereiche einzufügen.

Arbeiten mit den Arbeitsbereichen PartDesign und Sketcher
Der Arbeitsbereich PartDesign wurde für das Erstellen von komplexen Objekten entwickelt. Beginnend mit einfachen Grundkörpern können beliebige andere Körper hinzugefügt oder ausgeschnitten werden ("Merkmale" genannt), bis das Modell der eigenen Vorstellung entspricht. Alle dabei verwendeten Merkmale werden im Modellbaum angezeigt. Man kann sich das mit PartDesign erstellte Objekt als eine Folge von Operationen vorstellen, die sich auf das Ergebnisobjekt der jeweils letzten Operation beziehen und somit eine lange Kette bilden. Im Modellbaum ist das fertige Objekt zu sehen, doch die Hierarchie kann aufgeklappt werden, um vorherige Zustände abzurufen oder die Parameter der Merkmale und Operationen nachträglich zu verändern, wobei das Endergebnis automatisch aktualisiert wird.

Der Arbeitsbereich PartDesign verwendet dabei viele der Funktionen und Werkzeuge des Arbeitsbereichs Sketcher. Der Sketcher erlaubt es Ihnen zweidimensionale Formen zu zeichnen, die durch wählbare Beschränkungen und Maße definiert werden. Man kann beispielsweise ein Rechteck zeichnen und eine Seitenlänge mit einer Distanzbeschränkung festlegen. Diese Seite kann danach nur noch durch eine Modifikation der Beschränkung verändert werden.

Solche mit dem Sketcher erstellen 2D-Formen werden vielfach im PartDesign verwendet, z.B. um dreidimensionale Volumenkörper zu erstellen oder auch um Bereiche einer Oberfläche für eine geplante Vertiefung zu markieren. So sieht die übliche Vorgehensweise im Arbeitsbereich PartDesign aus:


 * 1) Erstellen einer neuen Skizze
 * 2) Zeichnen einer geschlossenen Form (alle Punkte müssen verbunden sind)
 * 3) Schließen der Skizze
 * 4) Die Skizze mit dem Werkzeug Block PartDesign Pad.svg in einen 3D-Volumenkörper umwandeln
 * 5) Eine der Seiten des Körpers auswählen
 * 6) Eine zweite Skizze auf dieser Oberfläche erstellen
 * 7) Wiederum eine geschlossene Form zeichnen
 * 8) Die Skizze schließen
 * 9) Einfügen einer Tasche PartDesign_Pocket.svg basierend auf der zweiten Skizze

Das Ergebnis dieser Prozedur könnte beispielsweise wie folgt aussehen:



Die Skizzen können jederzeit ausgewählt und geändert werden, wobei das Endergebnis automatisch aktualisiert wird. Dasselbe gilt auch für die Einstellungen der Operationen Block und Tasche.

Arbeiten mit den Arbeitsbereichen Draft und Arch
Die Arbeitsbereiche Draft und Arch verhalten sich etwas anders als die zuvor beschriebenen Arbeitsbereiche, obwohl sie denselben Regeln folgen, die überall in FreeCAD gelten. Kurz gesagt: Während die Arbeitsbereiche Sketcher und PartDesign für die Konstruktion von einzelnen komplexen Objekten ausgelegt sind, wurden Draft und Arch darauf optimiert, die Arbeit mit vielen einfachen Objekten gleichzeitig zu erleichtern.

Der Arbeitsbereich Draft bietet 2D-Werkzeuge, wie sie auch in klassischen CAD-Programmen (z.B. AutoCAD) zu finden sind. Da das Erstellen von 2D-Zeichnungen jedoch nicht zum eigentlichen Aufgabenbereich von FreeCAD gehört, sollte hierbei keine solch große Auswahl an Werkzeugen wie bei kommerziellen Alternativen erwartet werden. Die meisten der dabei verfügbaren Werkzeuge funktionieren nicht nur in 2D-Ebenen, sondern auch im 3D-Raum und profitieren dabei von hilfreichen Funktionen wie Ebene markieren und Draft Snap.

Der Arbeitsbereich Arch fügt eine Umgebung für BIM in FreeCAD ein. Dies erlaubt das Erstellen architektonischer Modelle aus parametrischen Objekten. Der Arbeitsbereich Arch basiert umfangreich auf anderen Arbeitsbereichen wie Draft oder Sketcher. Alle Werkzeuge von Draft sind auch in Arch zu finden und die meisten Werkzeuge von Arch nutzen das Hilfssystem von Draft.

Eine typische Vorgehensweise mit Arch und Draft könnte sein:


 * 1) Zeichnen einiger Linien mit dem Linienwerkzeug von Draft
 * 2) Auswahl der einzelnen Linien und Umwandlung in eine Wand mit dem Werkzeug Wand
 * 3) Verbinden der Wände durch Auswahl und einen Klick auf Add
 * 4) Erstellen eines Bodens und Einfügen der Wände in dieses Boden-Objekt (im Modellbaum)
 * 5) Erstellen eines Gebäudes und Einfügen des Bodens in dieses Gebäude-Objekt (im Modellbaum)
 * 6) Einfügen eines Fensters durch Anklicken des Werkzeugs Fenster, Auswahl der Voreinstellung und anschließende Auswahl einer Wand
 * 7) Bemaßen des Objekts, indem zuerst eine Arbeitsebene festgelegt wird und dann das Werkzeug Abmessung verwendet wird

Das Ergebnis könnte folgendermaßen aussehen:



Mehr dazu auf der Seite Tutorials.

Erweiterungen, Makros und externe Arbeitsbereiche
Freecad bietet als Open-Source-Software die Möglichkeit, seine Arbeitsbereiche mit Erweiterungen zu ergänzen.

Das Prinzip Erweiterungen basiert auf der Entwicklung eines Arbeitsbereich Ergänzung. Jeder Benutzer kann eine Funktion entwickeln, die er für seine eigenen Bedürfnisse oder letztlich für die Gemeinschaft für vermisst hält. Mit dem Forum kann der Benutzer eine Meinung, Hilfe im Forum einholen. Es kann, oder auch nicht, das Objekt seiner Entwicklung nach den Regeln des Urheberrechts zu definieren. Frei für ihn/sie. Für die Entwicklung stehen dem Anwender scripting Funktionen zur Verfügung.

Es gibt zwei Arten von Erweiterungen:
 * 1) Makros: kurze Schnipsel des Python Code, die ein neues Werkzeug oder eine neue Funktionalität bereitstellen. Makros beginnen üblicherweise als ein Weg, die Aufgabe des Zeichnens oder Bearbeitens eines bestimmten Objekts zu vereinfachen oder zu automatisieren. Wenn viele dieser Makros in einem Verzeichnis gesammelt werden, kann das gesamte Verzeichnis als neuer Arbeitsbereich verteilt werden.
 * 2) Externe Arbeitsbereiche: Sammlungen von Werkzeugen, die in Python oder C++ programmiert sind und FreeCAD in einer wichtigen Weise erweitern. Wenn ein Arbeitsbereich ausreichend entwickelt und gut dokumentiert ist, kann sie als eine der Basis Arbeitsbereiche in FreeCAD integriert werden. Unter Arbeitsbereiche finden Sie das Prinzip und eine Liste der vorhandenen Bibliothek.

Skriptsprache
Und schließlich ist eine der leistungsfähigsten Funktionen von FreeCAD die scripting Umgebung. Von der integrierten Python-Konsole (oder von jedem anderen externen Python Skript) aus kann auf fast jeden Teil von FreeCAD zugegriffen, Geometrien erstellt oder geändert werden, die Darstellung dieser Objekte in der 3D Szene geändert oder auf die FreeCAD Oberfläche zugegriffen und diese modifiziert werden. Python Skriptsprache kann auch in Makros verwendet werden, die eine einfache Methode zur Erstellung benutzerdefinierter Befehle bietet.

Neuigkeiten

 * Siehe Funktionsübersicht für eine detaillierte Liste der Leistungsmerkmale.