PartDesign Workbench/de

Die deutsche Übersetzung (0.17) ist aktuell in Arbeit.

Der Arbeitsbereich PartDesign stellt fortschrittliche Werkzeuge bereit für die Modellierung komplexer Teile basierend auf dem Featurebasierten Konstruieren. Er ist hauptsächlich für die Erstellung mechanischer Bauteile gedacht, aber nicht darauf beschränkt. Dabei wird intern der Arbeitsbereich Sketcher als Zeichenwerkzeug genutzt, der mit Hilfe der "eingeschränkten Geometrie" arbeitet.



Featurebasiertes Konstruieren
Während der Arbeitsbereich Part und andere FreeCAD "Workbenches" Modelle aus der Kombination von 3D Primitiven erstellen, nutzt der Arbeitsbereich Part Design Formelemente (Features). Ein Feature ist eine formgebende Veränderung eines 3D Objekts via geometrischer Definition. Der Begriff "Feature" wird allgemein in 3D Systemanleitungen nicht übersetzt, Formelement ist eine Möglichkeit der Übersetzung, die hier manchmal verwendet wird.

Das erste Formelement in einem Körper (Body) wird allgemein als das "base feature" bezeichnet. Die weiteren Features bauen im allgemeinen auf Oberflächen oder definierten Flächen der bereits vorhandenen Features auf. Im Grunde spiegelt diese Vorgehensweise den Prozess der formgebenden mechanischen Bearbeitung wieder. Ein Rohteil wird durch Anschweißen, Bohren, Fräsen usw. Schritt für Schritt verändert. Jeder Arbeitsschritt entspricht einem neuen Formelement.

Alle Features sind in ihrem Ablauf im "Modell Baum" (Baumansicht) aufgelistet und können von dort aus zum Bearbeiten gewählt werden. Das letzte Feature repräsentiert das endgültige Teil dieses Modells (außer wenn eine abweichende "Spitze" definiert wurde).

Es gibt folgende Kategorien von Features:


 * Profil-basierend: Diese Features beginnen mit einer im "Sketcher" erstellten Kontur, mit der Kontur einer vorhandenen Oberfläche (dabei wird ein Profil aus den vorhandenen Kanten gewonnen), einem ShapeBinder oder mit einem in den aktiven Körper (Body) eingefügten Objekt aus "Draft".


 * Additive: Aufbauende Features fügen Material hinzu. Sie sind in gelben Icons dargestellt.


 * Subtractive: Subtraktive (abtragende) Features nehmen Material vom Objekt weg. Deren Icons haben eine blaue Grundfarbe.


 * Primitive: basieren auf elementaren geometrischen Grundkörpern (Quader, Zylinder, Konus, Torus ...). Diese können additiv oder subtraktiv sein.


 * Transformation: Spiegeln, Lineares Muster, Polares Muster und Mehrfachtransformation vervielfachen vorhandene Features.


 * Dress-up: Diese Features verändern per Parameter Kanten oder Flächen, darunter fallen Abrundungen, Fasen oder Formschrägen und Aufdickungen.


 * Prozedural sind alle Features die nicht auf Umrissen basieren. Hierzu gehören "Dress-Up" und "Transformation" Features.

Body
Das Arbeiten in PartDesign erfordert zunächst die Erstellung eines Body. Der PartDesign-Body (Körper) ist ein Container, der eine Folge von Features enthält, die einen einzelnen zusammenhängenden Volumenkörper (solid) bilden.



Was versteht man unter einem einzelnen zusammenhängenden Volumenkörper (solid)? Er entspricht einem Objekt wie einem Gussteil, Drehteil oder Frästeil, welches aus einem einzigen Ursprungsblock oder festen Verbindungen wie Schweißen, Reibschweissen oder anderen auftragenden Methoden erstellt wurde. Sobald ein Objekt Verbinder wie Schrauben, Nieten oder andere lösbare Verbindungen enthält, ist dies kein zusammenhängender Körper. Ein zusammengesetzter Körper, wie z.B. ein Stuhl mit Armen, Beinen und Lehne, der zusammengeschraubt wird, würde aus mehreren Körpern erstellt werden.

In einem Freecad Dokument können viele Körper erstellt werden. Diese können auch verbunden werden, um wiederum einen neuen in sich geschlossenen Körper zu formen.

Nur ein Body kann pro Dokument aktiv sein. Der aktive Body erhält die neu erstellten Features. Ein Body kann durch Doppelklick darauf aktiviert/deaktiviert werden. Ein aktivierter Body wird in hellblau hervorgehoben. Die Farbe kann ab v0.18 unter Anzeige/Farben/Aktiv verändert werden.

Wenn ein Modell aus mehreren Körpern (Bodies) besteht, zum Beispiel der genannte Stuhl, können diese als Part-Container zusammengefasst und miteinander im Raum bewegt werden.

Behandlung der Sichtbarkeit im Körper
Normalerweise repräsentiert das letzte Feature den Körper nach außen. Diese bezeichnet man auch als "Spitze" ("Tip"), analog zur "Spitze des Eisbergs". Der Rest des Eisbergs, also die anderen Features und Skizzen, Shapebinder etc. bleiben "unter der Wasserlinie" verborgen. Wird ein weiteres Feature hinzugefügt, verschiebt sich die Spitze dorthin. Die Spitze kann auch per Kontextmenu manuell auf ein vorheriges Feature festgelegt werden.

Innerhalb des Body kann immer nur ein Feature sichtbar sein. Die Sichtbarkeit wird im Modellbaum mit der Leertaste umgeschaltet.

Nullpunkt eines Körpers
Jeder Körper (Body) hat einen eigenes Koordinatensystem. Es besteht aus den Hauptebenen (XY, XZ, YZ) und den Achsen (X, Y, Z) die für die Erstellung von Skizzen und Features genutzt werden können. Sketche können direkt auf den Hauptebenen erstellt werden. Damit müssen die daraus resultierenden Features nicht mehr an vorhandene Flächen gebunden sein; damit erstellte Features wirken sich aber dennoch auf die bestehenden Objekte aus.

Objekte verschieben und umsortieren
Es ist möglich, die "Spitze" des Körpers vorübergehend neu zu definieren (Kontextmenue). Neue Features/Referenzen und Skizzen werden dann an dieser Stelle eingefügt. Features können auch umsortiert oder in andere Körper verschoben werden. Dies erfolgt über das Kontextmenue (rechte Maustaste). Das Verschieben kann bei bestimmten Abhängigkeiten untersagt sein, z.B. wenn ein Sketch an eine Fläche angeheftet ist. Wenn ein Sketch in einen anderen Body verschoben wird, dann sollte es keine externe Geometrie verwenden.

Referenzgeometrie
Referenzgeometrie enthält Punkte, Linien und Flächen (datum points, lines, planes) sowie extern verlinkte Formen (ShapeBinder). Diese können als Referenz für Skizzen und Features dienen. Die Definition erlaubt weitreichende Möglichkeiten für Offsets und Lage der Referenzobjekte.

Querverweise
Über Referenzelemente können Querverbindungen von Körper zu Körper erzeugt werden. So erlaubt z.B. die Formmappe (Shape Binder) Objekte teilweise oder ganz als Referenz über Körpergrenzen hinweg zu definieren. Als einfach Anwendung denke man sich einen genau auf ein Schachtel passenden Deckel. Dieser holt sich die Außenkanten der Schachtel via Formmappe in seinen Körper als Referenz. FreeCAD hilft ihnen dabei durch Rückfrage unzulässige Verlinkungen zu vermeiden.

Befestigung
Das Befestigungs Werkzeug findet sich als eigene Operation im Part-Arbeitsbereich, ist aber in PartDesign nicht als eigenes Werkzeug verfügbar, obwohl es dort intensiv genutzt wird, um Skizzen und Referenzgeometrien an die Hauptebenen oder Achsen anzuheften. Die vielfältigen Möglichkeiten, um Referenzgeometrien anzuheften, machen dieses Werkzeug besonders vielseitig.

Weitere Information findet man auf der Seite über Befestigung.

Allgemeine Hinweise zum Konstruieren stabiler Modelle
Hinter der parametrischen Modellierung steckt die Idee, dass nach der Änderung von Parametern wie Länge oder Durchmesser darauf aufbauende Geometrie automatisch richtig angepasst wird. Hierbei kann es vorkommen, dass grundlegende Änderungen in den Folgeschritten nicht mehr automatisch nachgezogen werden können; man sagt, "das Modell zerbricht" oder ist schlicht kaputt wegen des topological naming-Problems, das in FreeCAD immer noch nicht gelöst ist. Im Vergleich zu den vorherigen Versionen kann mit den neuen Möglichkeiten von Freecad 0.17 die Gefahr des Zerbrechens minimiert werden, wenn die folgenden Entwurfsprinzipien berücksichtigt werden:


 * Allem voran sollten man vermeiden, Skizzen an Flächen des vorherigen Features angeheftet werden! Skizzen sollten nur noch an die Hauptebenen oder auf Referenzflächen (Datum Planes) angeheftet werden. Skizzen, die an solche Ebenen aneheftet sind beregen kaum de Gefahr unerwartet einer anderen Fläche zugeordnet zu werden.
 * Beim Erstellen von Referenzobjekten sollte man nicht auf die Topologie des Teilobjekts sondern auf die Standardflächen und -achsen sowie auf Skizzen Bezug nehmen.
 * Nutzen Sie einen "Master-Skizze". Diese sollte einfach sein und die wesentlichen Elemente und deren Maße enthalten. Sie muss selbst keine Features definieren, stellt aber die Basis für die folgenden Features bereit. Sie kann, muss aber nicht die erste Skizze in einem Körper sein.
 * Wenn es unvermeidbar ist, ein voriges Feature zu verwenden, z.B. wenn man auf eine bei einer Austragung erzeugte Fläche referenzieren muss, dann sollte man dies an der frühest möglichen Stelle in der Liste der Features tun, also dort, wo dieses Maß das erste mal auftritt. Ab Freecad 0.17 können externe Referenzen nicht mehr nur auf das letzte vorherige, sondern beliebige vorherige Elemente über die Referenzgeometrien zugreifen. Wenn man ein frühes Feature nutzt, können Änderungen an den dazwischen liegenden Features das Modell nicht zerbrechen. Nochmal gesagt, es ist immer besser Bezüge zu einer Skizze zu machen, als zu Ecken oder Kanten eines Volumenkörpers.

Die Werkzeuge
Die Part Design Werkzeuge befinden sich alle im Part Design-Menü und der PartDesign Werkzeugleiste. Sie erscheinen, wenn der Arbeitsbereich geladen wird.

Part Design Hilfswerkzeuge

 * PartDesign Body.png Körper erstellen: Erstellt einen Körper (Body) und aktiviert diesen sofort.


 * PartDesign_NewSketch.png Skizze erstellen: Erstellt eine neue Skizze (Sketch) auf einer bereits gewählten Flächen oder Ebene. Wurde nichts vorher gewählt, fragt Freecad welche der Standardebenen zu wählen ist. Danach wird in den Arbeitsbereich Sketcher in den Editiermodus geschaltet.


 * [[Image:Sketcher_EditSketch.png|32px]] Skizze bearbeiten: Editiere die gewählte Skizze.


 * [[Image:Sketcher_MapSketch.png‎|32px]] Eine Skizze einer Fläche zuordnen: Legt die Skizze auf eine zuvor ausgewählte Bezugsebene oder Fläche des aktiven Körpers.

Referenzwerkzeuge

 * PartDesign Point.png Bezugspunkt erstellen: Erstellt einen Bezugspunkt im aktiven Körper.


 * PartDesign Line.png Bezugslinie erstellen: Erstellt eine Bezugslinie im aktiven Körper.


 * PartDesign Plane.png Bezugsebene erstellen: Erstellt eine Bezugsebene im aktiven Körper


 * PartDesign ShapeBinder.png Bezugsobjekt erstellen: Erstellt ein Referenzobjekt im aktiven Körper


 * PartDesign Clone.png Neuen Klon erstellen: Erstellt einen Klon des aktiven Körpers.

Additive Formwerkzeuge
Dies sind die Werkzeuge um Basisfeatures oder andere Features zu erzeugen die Formen aufbauen.


 * PartDesign_Pad.png Block: Erstellt eine Aufpolsterung oder Austragung (PAD) aus der selektierten Skizze. Die Skizze muss eine oder mehrere geschlossene Konturen enthalten.


 * PartDesign_Revolution.png Rotation: Erstellt einen Rotationskörper aus einer geschlossenen Kontur und einer Achse.


 * PartDesign AdditiveLoft.png zu addierender Loft: Erstellt einen Übergang von einer Skizzen zu einer anderen. Optional können weitere Skizzen als Zwischenschritte angegeben werden.


 * PartDesign AdditivePipe.png zuzufügendes Rohr: Erstellt einen Körper aus einem oder mehreren Skizzen entlang eines geschlossenen oder offenen Pfads.


 * Erzeugen eines zusätzlichen geometrischen Körpers: Fügt dem Körper einen elementaren geometrischen Grundkörper hinzu.


 * PartDesign AdditiveBox.png zu addierender Quader: Erstellt einen additiven Quader.


 * PartDesign AdditiveCone.png zu addierender Kegel: Erstellt einen additiven Konus.


 * PartDesign AdditiveCylinder.png zu addierender Zylinder: Erstellt einen additiven Zylinder.


 * PartDesign AdditiveEllipsoid.png zu addierendes Ellipsoid: Erstellt ein additives Ellipsoid.


 * PartDesign AdditivePrism.png zu addierendes Prisma: Erstellt ein additives Prisma.


 * PartDesign AdditiveSphere.png zu addierende Kugel: Erstellt eine additive Kugel.


 * PartDesign AdditiveTorus.png zu addierender Torus: Erstellt einen additiven Torus.


 * PartDesign AdditiveWedge.png zu addierender Keil: Erstellt einen additiven Keil.

Subtractive Formwerkzeuge
Diese Werkzeuge erstellen Features, die Material abtragen.


 * PartDesign Pocket.png Pocket: Erstellt eine Tasche (Vertiefung).


 * PartDesign Hole.png Loch: Erstellt ein (Bohr-)Loch aus einer Skizze mit mindestens einem Kreis in der Kontur.


 * PartDesign Groove.png Nut: Erstellt eine Nut aus dem Drehen einer Skizze um eine Achse.


 * PartDesign SubtractiveLoft.png Subtraktive Ausformung: Erstellt einen Übergang von einer Skizze mit einer Kontur zu einer anderen Skizze mit einer Kontur, optional über eine oder mehrere Skizzen mit Kontur hinweg, und entfernt diesen aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractivePipe.png Subtraktive Austragung: Erstellt einen Volumenkörper durch das Führen einer Skizze mit einer Kontur entlang eines Pfades, optional zu weiteren Skizzen mit Kontur, und entfernt diesen aus dem Körper.


 * Erzeuge einen abzuziehenden Grundkörper: Fügt einen elementaren geometrischen Körper hinzu und entfernt dessen Form aus dem Modell.


 * PartDesign SubtractiveBox.png Subtractive box: Fügt einen Quader hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveCone.png Abzuziehender Kegel: Fügt eine subtraktiven Konus hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveCylinder.png Abzuziehender Zylinder: Fügt einen subtraktiven Zylinder hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveEllipsoid.png Abzuziehendes Ellipsoid: Fügt ein subtraktives Ellipsoid hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractivePrism.png Abzuziehendes Prisma: Fügt ein subtraktives Prisma hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveSphere.png Abzuziehende Kugel: Fügt eine subtraktive Sphäre hinzu und entfernt deren Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveTorus.png Abzuziehender Torus: Fügt einen subtraktiven Torus hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper.


 * PartDesign SubtractiveWedge.png ‎Abzuziehender Keil: Fügt einen subtraktiven Keil hinzu und entfernt dessen Form aus dem Körper..

Transformationen
Diese Werkzeuge erlauben verschiedene Transformationen von Features. Sie können ein oder mehrere Features wählen.


 * [[Image:PartDesign_Mirrored.png|32px]] Spiegeln: Spiegelt ein oder mehrere Features auf einer Fläche.


 * [[Image:PartDesign_LinearPattern.png|32px]] Lineares Muster Erstellt ein lineares Muster von einem oder mehreren Features.


 * [[Image:PartDesign_PolarPattern.png|32px]] Polare Muster: Erstellt ein Wiederholungsmuster aus einem oder mehreren Features auf einem Kreis.


 * [[Image:PartDesign_MultiTransform.png|32px]] Mehrfachtransformation erstellen: Erstellt ein Wiederholungsmmuster aus einer beliebigen Kombination der anderen Transformationen.

Dress-up tools
Der Begriff wird hier unübersetzt verwendet. Er bedeutet so viel wie "herausputzen", "schick machen".

Diese Werkzeuge ermöglichen es, Kanten und Flächen nachzubearbeiten.


 * PartDesign Fillet.png Verrundung: Kanten abrunden


 * PartDesign Chamfer.png Fase: Kanten anfasen.


 * PartDesign Draft.png Formschräge: Fügt Formschrägen mit frei wählbarem Winkel hinzu.


 * PartDesign Thickness.png Dicke: Erstellt eine Aufdickung und öffnet gewählte Flächen.

Boolesche Operationen

 * PartDesign Boolean.png Boolesche Operation: Erstellt eine Boolsche Operation aus einem oder mehreren importierten Bodies oder Klonen und führt dann eine Boolesche Operation aus.

Extras
Zusätzliche Funktionen im Part Design Menu:


 * Migrieren: Migriert Dateien aus früheren Freecad Versionen in die 0.17 Struktur. Wenn es eine reine Feature-basierte Konstruktion ist, sollte die Migration im allgemeinen erfolgreich sein. Wenn die Datei gemischte Part/Part Design/Draft Objekte enthält, wird die Konvertierung vermutlich fehlschlagen.


 * [[Image:PartDesign_WizardShaft.png|32px]] Shaft design wizard: Erstellt eine Welle aus einer Wertetabelle und erlaubt es Momente und Kräfte zu errechnen Die generierte Welle ist eine rotierte Kontur mit Skizze und kann editiert werden


 * [[Image:PartDesign_InternalExternalGear.png|32px]] Involute gear: Erstellt ein Zahnradprofil mit Evolventen aus Parametern, welches als Basis für ein PAD dienen kann.

Werkzeuge im Kontextmenu

 * PartDesign MoveTip.png Set tip: Setzt die Spitze (Tip) des Bodies auf das gewählte Feature. Das ist das Feature, welches auch die Form enthält, die für den Body nach außen wirksam ist.


 * Objekt in einen anderen Körper verschieben: Verschiebt die gewählte Skizze, Referenzgeometrie, Formmappe oder Feature in einen anderen Körper.


 * Objekt nach einem anderen Objekt verschieben: Erlaubt es, ein Feature, Referenzobjekt oder eine Skizze an eine andere Stelle in der Liste der Features zu verschieben.

Einstellungen

 * [[Image:Std_DlgParameter.png|32px]] Einstellungen ...: Einstellungen in den PartDesign-Werkzeugen verfügbar.

Tutorien
Die Tutorien müssen neu gemacht und an 0.17 angepasst werden. Viele Elemente, besonders innerhalb des Skizzierers (Sketcher) sind aber noch gültig.


 * Creating a simple part with PartDesign v0.17
 * Basic Part Design Tutorial 017
 * PartDesign Bearingholder Tutorial I (needs updating)
 * PartDesign Bearingholder Tutorial II (needs updating)

Links

 * What's new in PartDesign Next
 * Updated PartDesign workflow
 * FC v0.17dev: Part Design Next Usecases and Best practices
 * Sandbox:Part Design Next