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Introduction
Cette page explique la manière dont l'atelier PartDesign doit être utilisé à partir de FreeCAD 0.17.

Alors que l'atelier Part et d'autres ateliers FreeCAD construisent des modèles en combinant des formes(voir Géométrie Solide Constructive (CSG)),  l'atelier PartDesign utilise des fonctions. Une fonction est une opération qui modifie la forme d'un modèle.

Méthodologie d'édition de fonctions
La première fonction est communément appelée la fonction de base. Au fur et à mesure que de nouvelles fonctions sont ajoutées au modèle, chaque fonction prends la forme de la fonction précédente et ajoute ou enlève de la matière, créant des dépendances directes d'une fonction à la suivante. Cette méthodologie imite un procédé de fabrication typique : un bloc est coupé sur un côté, puis sur un autre côté, des trous sont percés, puis des congés appliqués, etc.

Toutes les fonctions sont listées de façon séquentielle dans l'arborescence Modèle et peuvent être modifiées en tout temps, avec la dernière fonction représentant la pièce finale.

Les fonctions peuvent être classées selon différentes catégories :


 * Basée sur un profil : ces fonctions partent d'un profil pour définir la forme de la matière à ajouter ou enlever. Le profil consistera en une esquisse, une face plane de la géométrie existante (un profil sera extrait de ses arêtes), une forme liée ou un objet Draft qui aura préalablement été inclus dans le corps actif.


 * Additive : ajoute de la matière au modèle existant. Les fonctions additives ont des icônes de couleur jaune.


 * Soustractive : enlève de la matière du modèle existant. Les fonctions soustractives ont des icônes de couleurs rouge et bleu.


 * Basée sur des primitive : basée sur des primitives géométriques (cube, cylindre, cône, tore...). Elles peuvent être additives ou soustractives.


 * Fonctions de transformation : elles appliquent une transformation à des fonctions existantes (symétrie, répétition linéaire ou circulaire, transformation multiple).


 * Habillage : ces fonctions appliquent un traitement à des arêtes ou des faces, tels que des arrondis/congés, chanfreins ou dépouilles.


 * De procédure : peut être dit de fonctions qui ne sont pas basées sur des profils, comme les fonctions de transformation et d'habillage.

Corps
Travailler sous l'atelier PartDesign requière d'abord de créer un PartDesign Corps. Le Corps PartDesign est un conteneur qui groupe une séquence de fonctions formant un solide unique.



Qu'est-ce qu'un solide unique? Il s'agit d'un objet comme une pièce coulée ou usinée à partir d'un bloc de métal. Si l'objet contient des clous, des vis, de la colle ou de la soudure, ce n'est pas un solide unique. Par exemple, une chaise en bois sera faite de plusieurs corps, avec un corps pour chacune de ses composantes (pieds, lattes, siège, etc.).

Un document FreeCAD peut contenir plusieurs corps ; ils peuvent aussi être combinés pour former un solide unique.

Un seul corps peut être actif dans un document. Le corps actif recevra les fonctions nouvellement créées. Un corps peut être activé ou désactivé par un double-clic sur son étiquette dans l'arborescence Modèle. Le corps actif est surligné en bleu pâle. À partir de la version 0.18, la couleur de surlignage peut être définie dans les préférences d'Affichage, sous l'onglet Couleurs, Conteneur actif.

Lorsqu'un modèle nécessite plusieurs corps, comme la chaise de l'exemple précédent, le Part Conteneur d'usage général peut être utilisé pour les grouper et les déplacer comme un tout.

Gestion de la visibilité du corps
Un corps expose à l'extérieur par défaut la fonction la plus récente. Cette fonction est définie par défaut comme la fonction résultante. On peut utiliser l'analogie de la pointe de l'iceberg : seule la fonction résultante est visible hors de l'eau, le reste de l'iceberg (les autres fonctions) sont cachées. Lorsqu'une nouvelle fonction est ajoutée au corps, la fonction précédente est automatiquement masquée, et la nouvelle fonction devient la fonction résultante.

Il ne peut y avoir qu'une seule fonction visible à la fois. Il est possible de basculer la visibilité de toute fonction dans le corps, en la sélectionnant dans l'arborescence Modèle et en appuyant sur la, ce qui a l'effet de remonter dans l'historique du corps.

Origine du corps
Le corps possède une Origine qui comprend des plans de référence (XY, XZ, YZ) et des axes (X, Y, Z) qui peuvent être utilisés par des esquisses et des fonctions. Les esquisses peuvent être attachées à des plans de l'Origine, et il n'est plus nécessaire de les appliquer sur des faces planes pour que les fonctions basées sur celles-ci ajoutent ou enlèvent de la matière du modèle.

Déplacer et réordonner des objets
Il est possible de redéfinir temporairement la fonction résultante sur une fonction au milieu de l'arborescence du Corps pour insérer de nouveaux objets (fonctions, esquisses ou géométrie de référence). Il est également possible de réordonner les objets sous un Corps, ou les déplacer dans un autre Corps. Sélectionnez l'objet et faites un clic droit pour faire apparaître le menu contextuel qui propose les deux options. L'opération pourrait échouer si l'objet a des dépendances au Corps source, comme être attaché à une face. Pour déplacer une esquisse vers un autre Corps, celle-ci ne devrait pas contenir de liens à des géométries externes.

Différence avec d'autres systèmes CAO
Une différence fondamentale entre FreeCAD et d'autres programmes, tels que Catia, est que FreeCAD ne vous permet pas d'avoir plusieurs solides déconnectés dans le même corps PartDesign. C'est-à-dire qu'une nouvelle fonctionnalité doit toujours être construite sur la précédente. Autrement dit, la nouvelle fonctionnalité devrait "toucher" à la précédente, de sorte que les deux soient fusionnées et deviennent un seul solide. Vous ne pouvez pas avoir de solides "flottants".



Géométries de référence
Les géométries de référence consistent en des plans personnalisés, des droites, des points ou des formes liées de l'extérieur du corps. Elles peuvent être créées afin de servir de référence à des esquisses et des fonctions. Il y a une multitude de possibilités d'attachement aux géométries de référence.

Dans d'autres systèmes de CAO comme Catia, vous pouvez définir un plan de référence décalé par rapport au corps précédent et créer un solide déconnecté. Donc, placer beaucoup de plans de référence et y construire des objets est acceptable et ne causera pas d'erreur. En règle générale, vous ajustez éventuellement les plans à leurs positions finales, de sorte que les objets individuels soient fusionnés.

Dans FreeCAD, les plans de référence ont un sens si vous placez des esquisses (et une protusion) dans des orientations non standard, c'est-à-dire dans des plans pivotés autour des trois axes principaux. Pour les esquisses placées avec un simple décalage par rapport aux plans XY, XZ ou YZ, il n'est souvent pas nécessaire d'utiliser des plans de référence, car les faces de la fonction précédente peuvent être utilisées comme supports. Après tout, dans FreeCAD, une nouvelle fonctionnalité doit toucher à la fonctionnalité précédente, vous pouvez donc également utiliser la fonctionnalité précédente comme support.

Même s'ils ne sont pas utilisés pour supporter des esquisses, les objets de référence sont toujours utiles en tant qu'indicateurs visuels pour attirer l'attention sur des caractéristiques ou des distances importantes dans le processus de modélisation.



Référencement croisé
Il est possible de référencer des éléments d'un corps à un autre à travers les géométries de référence. Par exemple, la forme liée permet de copier des faces d'un corps comme référence dans un autre corps. Cela devrait faciliter la modélisation d'une boîte et de son couvercle dans deux corps distincts. FreeCAD vous aide à ne pas créer de liens accidentels vers d'autres corps et s'enquiert de vos intentions.

Attachement
L'attachement d'objets n'est pas un outil spécifique à PartDesign, mais plutôt un outil de l'atelier Part introduit dans la version 0.17 et qui se trouve dans le menu Pièce. Il est fortement utilisé dans l'atelier PartDesign pour fixer des esquisses et des géométries de référence à des plans et axes standards du Corps. Des moyens très complets de création de points de référence, de droites et de plans sont disponibles. Les paramètres facultatifs de compensation d'attachement rendent cet outil très polyvalent.

Consulter la page Attachement pour plus d'informations.

Conseils pour la création de modèles robustes
Le principe de conception paramétrique sous-tend que quand les valeurs de certains paramètres sont changées, les étapes subséquentes seront automatiquement mises à jour selon ces nouvelles valeurs. Toutefois, quand des changements importants sont apportés, le modèle peut casser en raison du problème de problème de nommage topologique qui est toujours non résolu dans FreeCAD. Les brisures peuvent être minimisées en suivant les principes de conception suivants :


 * Évitez autant que possible d'appliquer des esquisses sur des faces du modèle. Appliquez vos esquisses sur des plans standards, ou encore sur des plans de référence. Les esquisses ainsi appliquées seront moins à risque d'être rattachées de façon inattendue à une autre référence.
 * Lors de la création d'une géométrie de référence, ne la basez pas sur la topologie de la pièce, mais sur les axes/plans standard et/ou des esquisses.
 * Utilisez une « esquisse maîtresse ». Il s'agit d'une esquisse pas trop complexe qui contient les éléments géométriques de base de votre modèle. Ces éléments peuvent être référencés lors de la création des fonctions subséquentes. Une esquisse maîtresse sera généralement la toute première esquisse du Corps, mais ce n'est pas obligé ; en fait, vous n'avez pas à l'utiliser autrement que pour la création de références.
 * Si vous devez inévitablement référencer une fonction intermédiaire, par exemple le résultat d'une fonction d'évidement, utilisez la première référence disponible dans la liste de fonctions subséquentes où l'élément géométrique référencé se trouve. À partir de FreeCAD 0.17, vous n'avez plus à utiliser obligatoirement la dernière fonction dans l'arborescence. Si vous utilisez une des premières fonctions comme référence, tout changement affectant les fonctions suivantes ne brisera pas votre modèle. Et rappelons qu'il est préférable de se référer à une esquisse plutôt qu'aux arêtes et aux sommets d'un solide.

Travail sur la construction du corps
Il existe plusieurs méthodes de travail possibles avec l'atelier PartDesign. Ce qui doit toujours être retenu est que toutes les fonctionnalités créées dans un corps PartDesign seront fusionnées pour obtenir l'objet final.

Différents esquisseurs
Les croquis doivent être pris en charge par un plan. Ce plan peut être l'un des plans principaux (XY, XZ ou YZ) définis par l'origine du corps. Une esquisse est soit extrudée en un solide positif (additif), avec un outil tel que PartDesign Pad, soit en un solide négatif (soustractif), avec un outil tel que PartDesign Poche. Le premier ajoute du volume à la forme finale du corps, tandis que le dernier déduit le volume de la forme finale. Vous pouvez créer un nombre illimité d'esquisses et de solides partiels. la forme finale (pointe) résulte de la fusion de ces opérations. Naturellement, le corps ne peut se composer que d’opérations soustractives, car la forme finale doit être un solide positif avec un volume non-nul.



Fonctions Séquentielles
Les esquisses peuvent être supportées par les faces des opérations solides précédentes. Cela peut être nécessaire si vous avez besoin d'accéder à une face disponible uniquement après la création d'une certaine fonctionnalité. Toutefois, cette méthode de travail n'est pas la plus recommandée, car si la fonctionnalité d'origine était modifiée, les fonctionnalités suivantes de la séquence pourraient être endommagées. C'est un Problème de dénomination topologique.



Utilisation des plans de travail comme supports
Les plans de référence sont utiles pour prendre en charge les esquisses. Ces plans auxiliaires peuvent être basés sur l'origine du corps ou sur les caractéristiques (arêtes, faces) de solides créés précédemment. De plus, un PartDesign ShapeBinder peut être utilisé pour importer une géométrie externe dans le corps afin de servir de référence; des esquisses peuvent ensuite être attachées à ce corps auxiliaire, en utilisant des plans de référence ou non. L'utilisation des plans de référence est souvent le meilleur moyen de produire des modèles stables, même si cela nécessite un peu plus de travail de la part de l'utilisateur.

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 * Constructive solid geometry