Sketcher Workbench/fr

L'atelier Sketcher permet de créer des géométries 2D nommées esquisses, qui seront principalement utilisées par latelier PartDesign, mais potentiellement par d'autres ateliers tels que l'atelier Architectural. En général, l'esquisse est le point de départ de la plupart des modèles de CAO - une esquisse simple peut être 'extrudée' en une forme 3D, une autre esquisse peut être créée pour creuser une cavité à la surface de cette forme, ou encore générer une extrusion. Avec les opérations Booléennes, l'atelier Sketcher est au cœur de la conception 3D solide.

L'atelier Sketcher met à l'avant les contraintes, qui permettent de définir des formes 2D selon des critères géométriques précis. Un solveur mathématique calcule le niveau de contrainte de l'esquisse et permet l'exploration interactive des degrés de liberté.

Une esquisse simple, pleinement contrainte.‎

Les principes de l'esquisse contrainte
Pour décrire comment fonctionne l'atelier Sketcher, il est utile de le comparer avec la méthode « traditionnelle » du dessin.

Dessin traditionnel
La méthode traditionnelle du DAO hérite de la technique de la planche à dessin. Des vues orthogonales sont dessinées manuellement afin de produire des dessins techniques (aussi appelés plans). Les éléments sont dessinées précisément à leur taille réelle (ou à l'échelle). Si vous voulez dessiner une ligne horizontale de 100mm de longueur débutant aux coordonnées (0,0), il faut activer l'outil ligne, cliquer à l'écran ou saisir au clavier les coordonnées du premier point, puis faire une second clic ou saisir les coordonnées du second point, soit (0,100). Ou encore, vous pouvez dessiner la ligne sans vous soucier de sa position, pour la déplacer ensuite. Lorsque vous avez terminé votre dessin, vous ajoutez les cotes.

L'esquisse contrainte
Le Sketcher s'éloigne de cette logique. Les objets n'ont pas à être dessinés aux dimensions exactes que vous planifiez, puisqu'ils seront définis ultérieurement par des contraintes. Ils peuvent être dessinés librement, et tant qu'ils ne sont pas contraints, ils peuvent être manipulés et modifiés. Ces objets en quelque sorte flottent et peuvent être déplacés, étirés, pivotés, redimensionnés, etc. Ceci permet une très grande souplesse au processus de conception.

Que sont les contraintes ?
Les contraintes sont utilisées pour limiter les degrés de liberté d'un objet. Par exemple, une ligne sans contrainte a 4 degrés de liberté (abréviation française "DDL", et anglaise "DOF") : elle peut être déplacée horizontalement ou verticalement, étirée, subir une rotation.

L'application d'une contrainte horizontale ou verticale, ou une contrainte d'angle (par rapport à une autre ligne ou à l'un des axes), limite la capacité de rotation, la laissant ainsi avec 3 degrés de liberté.

Le verrouillage d'un de ses points par rapport à l'origine va encore supprimer 2 degrés de liberté.

Et, l'application d'une contrainte de dimension va supprimer le dernier degré de liberté. La ligne est alors considérée comme entièrement contrainte.

De nombreux objets peuvent être contraints entre eux. Deux lignes peuvent être reliées par un de leurs points de contrainte par un point coïncidant.

Les angles peuvent être définis entre eux, ou ils peuvent être définis perpendiculairement. Une ligne peut être tangente à un cercle ou un arc et ainsi de suite. Un dessin complexe avec plusieurs objets aura un nombre de solutions différentes, et le rendre entièrement contraint signifie qu'une seule des solutions possibles a été réalisée sur la base des contraintes appliquées.

Il existe deux types de contraintes : géométriques et dimensionnelles. Elles sont détaillées dans les sections d''outils' ci-dessous.

L'usage approprié du Sketcher
Le Sketcher n'est pas destiné à la réalisation de plans 2D. Une fois que le croquis a été utilisé pour générer un solide, il est automatiquement caché. Les contraintes sont uniquement visibles en mode édition.

Si vous n'avez besoin que de produire des vues 2D pour l'impression, et n'avez pas besoin de créer de modèles 3D, consultez le module Planche à dessin (Draft) (et gardez à l'esprit que la planche à dessin (Draft) peut également être utilisée pour créer des formes géométriques en 2D qui ne sont pas encore disponibles dans le Sketcher, comme des courbes B-splines ou des polygones).

Processus d'esquisse
Une esquisse est toujours en deux dimensions (2D). Pour créer un solide, on crée une esquisse 2D d'une aire simple fermée et on lui applique une extrusion ou une révolution pour lui ajouter la troisième dimension.

Si l'esquisse possède des segments qui se croisent, ou un point non directement positionné sur un segment, ou encore des écarts entre des points terminaux ou des segments adjacents, l'extrusion ou la pièce de révolution ne créera pas un solide. Cette règle ne s'applique pas aux Géométries de Construction (en bleu).

A l'intérieur d'une aire fermée, nous pouvons avoir des aires indépendantes. Celles-ci deviendront des vides lorsque le solide 3D sera généré.

Les outils
Les outils de l'atelier Sketcher sont tous situés dans le menu Sketch qui s'affiche lorsque vous chargez l'atelier Sketcher.


 * [[Image:Sketcher_NewSketch.png|32px]] Nouvelle esquisse : crée une nouvelle esquisse sur un plan ou une face sélectionnée. Si rien n'est sélectionné, un dialogue pop up invitera l'utilisateur à sélectionner un plan.


 * [[Image:Sketcher_EditSketch.png|32px]] Éditer l'esquisse : édite l'esquisse sélectionnée.


 * [[Image:Sketcher_LeaveSketch.png|32px]] Quitter l'esquisse : quitte le mode d'édition de l'esquisse actuelle.


 * [[Image:Sketcher_ViewSketch.png|32px]] Vue de l'esquisse : définit l'affichage de l'objet perpendiculairement au plan de l'esquisse.


 * [[Image:Sketcher ViewSection.png|32px]] Vue sectionnée: v0.18 et ultérieures Crée un plan de coupe qui masque temporairement toute matière devant le plan d’esquisse.


 * [[Image:Sketcher_MapSketch.png|32px]] Appliquer une esquisse sur une face... : applique une esquisse sur une face ou un solide sélectionné.


 * Réorienter l'esquisse : permet de réorienter l'esquisse sélectionnée.


 * Valider l'esquisse... : vérifier la tolérance des différents points et les faire correspondre entre eux.


 * [[Image:Sketcher MergeSketch.png‎|32px]] Fusionner les esquisses : fusionner deux ou plusieurs esquisses. v 0.15


 * [[Image:Sketcher MirrorSketch.png‎|32px]] Esquisse miroir : crée une esquisse miroir selon l'axe X, l'axe Y ou l'origine. [v 0.16]

Géométries d'esquisse
Ces outils permettent de créer des objets.


 * [[Image:Sketcher_CreatePoint.png|32px]] Point : dessine un point.


 * [[Image:Sketcher_Line.png|32px]] Ligne : dessine une ligne entre 2 points.


 * [[Image:Sketcher_Arc.png|32px]] Arc : dessine un segment d'arc à partir du centre, rayon, angle de départ et angle d'arrivée.


 * [[Image:Sketcher CreateArc3Point.png|32px]] Arc par 3 points : dessine un arc de cercle sur deux points et un troisième point pour la circonférence.


 * [[Image:Sketcher_Circle.png|32px]] Cercle : dessine un cercle à partir de son centre et du rayon.


 * [[Image:Sketcher CreateCircle3Point.png|32px]] Cercle par 3 points : dessine un cercle à partir de trois points.


 * [[Image:Sketcher_Conics.png|32px]] Sections coniques :
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse.png|32px]] Ellipse : dessine une ellipse à partir du centre, d'un point sur le grand rayon et d'un point sur le petit rayon. (v0.15)
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse_3points.png|32px]] Ellipse par 3 points : dessine une ellipse à partir du grand diametre (2 points) et d'un point sur le petit rayon. (v0.15)
 * [[Image:Sketcher_Elliptical_Arc.png|32px]] Arc d'ellipse : dessine une ellipse à partir du centre, d'un point sur le grand rayon, avec un point de départ et un point d'arrivée. (v0.15)
 * [[Image:Sketcher_Hyperbolic_Arc.png|32px]] Arc d'hyperbole : dessine un arc d'hyperbole. (v0.17)
 * [[Image:Sketcher_Parabolic_Arc.png|32px]] Arc de parabole : dessine un arc de parabole. (v0.17)


 * [[Image:Sketcher_CreatePolyline.png|32px]] Polyligne : dessine une ligne composée de plusieurs segments connectés entre eux.


 * [[Image:Sketcher_CreateRectangle.png|32px]] Rectangle : dessine un rectangle à partir de 2 points opposés.


 * [[Image:Sketcher_CreateTriangle.png|32px]] Triangle : dessine un triangle équilatéral inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateSquare.png|32px]] Carré : dessine un carré inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreatePentagon.png|32px]] Pentagone : dessine un pentagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateHexagon.png|32px]] Hexagone : dessine un hexagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateHeptagon.png|32px]] Heptagone : dessine un heptagone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateOctagon.png|32px]] Octogone : dessine un octogone régulier inscrit dans un cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateSlot.png|32px]] Clavette : dessine une clavette de type A en entrant le centre du demi-cercle, le point pour le rayon et le point final du deuxième demi-cercle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateFillet.png|32px]] Congé : crée un congé entre deux lignes connectées en un point. Sélectionnez les deux lignes, ou cliquez sur le sommet commun, puis activez l'outil.


 * [[Image:Sketcher_Trimming.png|32px]] Ajuster : ajuste une ligne, un cercle ou un arc par rapport à l'emplacement du clic.


 * [[Image:Sketcher_External.png|32px]] Géométrie externe : crée une arête liée à une géométrie externe.


 * [[Image:Sketcher_ToggleConstruction.png|32px]] Mode Construction : bascule les éléments vers/depuis le mode Construction. Les géométries de construction sont représentées en bleu, et ne sont pas pris en compte en dehors du mode d'édition d'esquisse.

Contraintes d'esquisse
Les contraintes sont utilisées pour définir des règles entre les éléments d'esquisse et pour verrouiller l'esquisse le long des axes vertical et horizontal. Certaines contraintes requièrent l'utilisation de contraintes d'assistance.

Contraintes géométriques
Ces contraintes ne sont pas associées à des données numériques.


 * [[Image:Constraint_PointOnPoint.png|32px]] Coïncident : crée une contrainte coïncidente (point sur point) entre deux sommets sélectionnés.


 * [[Image:Constraint_PointOnObject.png|32px]] Point sur objet : crée une contrainte point-sur-objet sur les éléments sélectionnés. L'un des éléments doit être un sommet, l'autre une ligne, un arc ou un cercle.


 * [[Image:Constraint_Vertical.png|32px]] Vertical : crée une contrainte de verticalité sur les lignes ou segments de polylignes sélectionnés. Plus d'un élément peut être sélectionné.


 * [[Image:Constraint_Horizontal.png|32px]] Horizontal : crée une contrainte d'horizontalité sur les lignes ou segments de polylignes sélectionnés. Plus d'un élément peut être sélectionné.


 * [[Image:Constraint_Parallel.png|32px]] Parallèle : crée une contrainte de parallélisme entre deux lignes sélectionnées.


 * [[Image:Constraint_Perpendicular.png|32px]] Perpendiculaire : crée une contrainte de perpendicularité entre deux lignes sélectionnées.


 * [[Image:Constraint_Tangent.png|32px]] Tangent: Creates a tangent constraint between two selected entities, or a co-linear constraint between two line segments. A line segment does not have to lie directly on an arc or circle to be constrained tangent to that arc or circle.


 * [[Image:Constraint_EqualLength.png|32px]] Equal Length: Constrains two selected entities equal to one another. If used on circles or arcs their radii will be set equal.


 * [[Image:Constraint_Symmetric.png|32px]] Symmetric: Constrains two points symmetrically about a line, or constrains the first two selected points symmetrically about a third selected point.


 * [[Image:Sketcher_ConstrainBlock.png|32px]] Constrain Block: v0.17 and above Basically allows to block a geometric element in place with a single constraint. It should be particularly useful to work with B-Splines. See the Block Constraint forum topic.

Dimensional constraints
These are constraints associated with numeric data, for which you can use the expressions. The data may be taken from a spreadsheet.


 * [[Image:Sketcher_ConstrainLock.png‎|32px]] Lock: Constrains the selected item by setting vertical and horizontal distances relative to the origin, thereby locking the location of that item. These constraint distances can be edited later.


 * [[Image:Constraint_HorizontalDistance.png‎|32px]] Horizontal Distance: Fixes the horizontal distance between two points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.


 * [[Image:Constraint_VerticalDistance.png|32px]] Vertical Distance: Fixes the vertical distance between 2 points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.


 * [[Image:Constraint_Length.png|32px]] Distance: Defines the distance of a selected line by constraining its length, or defines the distance between two points by constraining the distance between them.


 * [[Image:Constraint_Radius.png|32px]] Radius: Defines the radius of a selected arc or circle by constraining the radius.
 * [[Image:Constraint_InternalAngle.png|32px]] Internal Angle: Defines the internal angle between two selected lines.


 * [[Image:Constraint_SnellsLaw.png|32px]] Snell's Law: Constrains two lines to obey a refraction law to simulate the light going through an interface. (v 0.15)


 * [[Image:Constraint_InternalAlignment.png |32px]] Internal Alignment: Aligns selected elements to selected shape (e.g. a line to become major axis of an ellipse).


 * [[Image:Sketcher_ToggleConstraint.png |32px]] Toggle Constraint: Toggles the toolbar or the selected constraints to/from reference mode. v0.16

Sketcher tools

 * Sketcher SelectElementsWithDoFs.svg Select solver DOFs: v0.18 and above Highlights in green the geometry with degrees of freedom (DOFs), i.e. not fully constrained.


 * [[Image:Sketcher CloseShape.png‎|32px]] Close Shape: Creates a closed shape by applying coincident constraints to endpoints [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher ConnectLines.png‎|32px]] Connect Edges: Connect sketcher elements by applying coincident constraints to endpoints [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectConstraints.png‎|32px]] Select Constraints: Selects the constraints of a sketcher element [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectOrigin.png‎|32px]] Select Origin: Selects the origin of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectVerticalAxis.png‎|32px]] Select Vertical Axis: Selects the vertical axis of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectHorizontalAxis.png‎|32px]] Select Horizontal Axis: Selects the horizontal axis of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectRedundantConstraints.png‎|32px]] Select Redundant Constraints: Selects redundant constraints of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectConflictingConstraints.png‎|32px]] Select Conflicting Constraints: Selects conflicting constraints of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectElementsAssociatedWithConstraints.png‎|32px]] Select Elements Associated with constraints: Select sketcher elements associated with constraints [v 0.15]


 * Sketcher Element Ellipse All.svg Show/hide internal geometry: Toggles the visibility of internal geometry of ellipses, arcs of hyperbola and parabola and B-splines.


 * Sketcher_Element_Ellipse_All.png‎ Show/Hide internal geometry: Recreates missing/deletes unneeded internal geometry of a selected ellipse, arc of ellipse/hyperbola/parabola or B-spline.


 * [[Image:Sketcher Symmetry.png‎|32px]] Symmetry: Copies a sketcher element symmetrical to a chosen line [v 0.16]


 * [[Image:Sketcher Clone.png‎|32px]] Clone: Clones a sketcher element [v 0.16]


 * [[Image:Sketcher Copy.png‎|32px]] Copy: Copies a sketcher element [v 0.16]


 * Sketcher_Move.svg Move: v0.18 and above Moves the selected geometry taking as reference the last selected point.


 * [[Image:Sketcher RectangularArray.png‎|32px]] Rectangular Array: Creates an array of selected sketcher elements [v 0.16]


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Geometry: v0.18 and above Deletes all geometry from the sketch.


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Constraints: v0.18 and above Deletes all constraints from the sketch.

Sketcher B-spline tools

 * Sketcher_BSplineDegree.svg Show/Hide B-spline degree


 * Sketcher_BSplinePolygon.svg Show/Hide B-spline control polygon


 * Sketcher_BSplineComb.svg Show/Hide B-spline curvature comb


 * Sketcher_BSplineKnotMultiplicity.svg Show/Hide B-spline knot multiplicity


 * Sketcher_BSplineApproximate.svg Convert Geometry to B-spline


 * Sketcher_BSplineIncreaseDegree.svg Increase degree


 * Sketcher_BSplineIncreaseKnotMultiplicity.svg Increase knot multiplicity


 * Sketcher_BSplineDecreaseKnotMultiplicity.svg Decrease knot multiplicity

Sketcher virtual space

 * [[Image:Sketcher SwitchVirtualSpace.png‎|32px]] Switch Virtual Space: v0.17 Allows you to "hide" constraints and make them visible again. See https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=9&t=26614

Preferences

 * [[Image:Std_DlgParameter.png|32px]] Preferences...: Preferences disposable in Sketcher Tools.

Bonnes pratiques
Chaque utilisateur de CAO développe sa propre philosophie au cours de son travail, mais il y a quelques principes généraux utiles à suivre.


 * Une série d'esquisses simples est plus facile à gérer qu'une seule esquisse complexe. Par exemple, la première esquisse peut être créée pour la fonction de base 3D (soit une extrusion ou une révolution), tandis que la seconde peut contenir des découpes ou des cavités (poches). Certains détails peuvent être laissés de côté pour être réalisés plus tard avec des fonctions 3D. Vous pouvez aussi éviter les congés dans votre croquis, s'il y en a un trop grand nombre et les ajouter plus tard en tant que fonctions 3D.


 * Toujours créer un profil fermé, sinon votre esquisse ne produira pas un solide mais un ensemble de faces ouvertes. Si vous ne voulez pas que certains objets soient inclus dans votre construction, transformez-les en éléments de construction avec l'outil Mode de Construction.


 * Utilisez la fonction Contraintes auto (dans l'onglet Tâches) pour limiter le nombre de contraintes que vous aurez à ajouter manuellement.


 * En règle générale, appliquez d'abord les contraintes géométriques, puis les contraintes dimensionnelles, et enfin verrouillez votre esquisse en dernier. Mais rappelez-vous : les règles sont faites pour être contournées. Si vous rencontrez des difficultés de manipulation de votre esquisse, il peut être utile de contraindre d'abord quelques objets avant de compléter votre profil.

Dans v0.12, les contraintes extérieures (contraignant l'esquisse à la forme géométrique 3D existante comme les bords, et d'autres esquisses) ne sont pas mises en œuvre. Cela signifie que pour positionner un croquis par rapport à une forme géométrique existante, vous aurez besoin d'entrer les distances manuellement. Une contrainte de verrouillage à (25,75) de l'origine est plus facile à retenir que (23.47,73.02).
 * Si possible, positionnez le centre de votre esquisse à l'origine (0,0) avec la Contrainte de Verrouillage Sketcher_ConstrainLock.png. Si votre dessin n'est pas symétrique, localisez un de ses points à l'origine, ou choisissez des nombres entiers pour verrouiller les distances.


 * Si vous avez la possibilité de choisir entre la contrainte Longueur Constraint_Length.png et les contraintes Distance Horizontale Constraint_HorizontalDistance.png ou Verticale Constraint_Vertical.png, utilisez de préférence ces dernières. Les contraintes Distance Horizontale et Verticale sont moins gourmandes en ressources.


 * De façon générale, les meilleurs contraintes à utiliser sont les contraintes Horizontal et Vertical, les contraintes Longueur Horizontale et Longueur Verticale, Tangente Point-à-Point. Si possible, limiter l'utilisation des contraintes suivantes : Longueur, Tangente Bord-à-Bord, Point sur Ligne, Symétrie.

Tutorials

 * Tutoriel Sketcher
 * Tutoriel Sketcher pour débutant
 * Micro-tutoriel Sketcher - Les pratiques de contraintes