Editazione delle funzioni

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Introduzione

Questa pagina spiega come utilizzare PartDesign a partire da FreeCAD 0.17.

Mentre l'ambiente Part e altri ambienti di FreeCAD costruiscono i modelli combinando insieme delle forme, l'ambiente PartDesign usa le funzioni (features). Una feature è un'operazione che modifica la forma di un modello.

Metodologia di editazione delle funzioni

La prima funzione è chiamata comunemente funzione di base. Quando si aggiungono ulteriori funzioni al modello, ogni funzione prende la forma precedente e vi aggiunge o rimuove del materiale, creando delle dipendenze lineari tra una funzione e quella successiva. In effetti, questa metodologia simula un comune processo di produzione: un blocco viene tagliato su un lato, quindi su un altro lato, vengono aggiunti dei fori, poi dei raccordi, ecc.

Tutte le funzioni sono elencate in sequenza nell'albero del modello e possono essere modificate in qualsiasi momento. L'ultima funzione che è situata nella parte inferiore rappresenta la parte finale.

Le funzioni possono essere ordinate in diverse categorie:

  • Basata su profili: queste funzioni partono da un profilo per definire la forma dell materiale da aggiungere o rimuovere. Il profilo può essere costituito da uno schizzo, una faccia planare sulla geometria esistente (il profilo viene estratto dai suoi bordi), un oggetto ShapeBinder o un oggetto Draft che è stato incluso nel corpo attivo.
  • Additiva: aggiunge del materiale al modello esistente. Le funzioni additive mostrano delle icone gialle.
  • Sottrattiva: rimuove la materia dal modello esistente. Le funzioni sottrattive mostrano delle icone rosse e blu.
  • Basata su primitive: basata su primitive geometriche (cubo, cilindro, cono, toro ...). Possono essere additive o sottrattive.
  • Funzioni di trasformazione: applicano una trasformazione a delle funzioni esistenti (riflessione, schiera lineare, schiera polare, multitrasformazione).
  • Vestizione: (Dress-up) funzioni che applicano un trattamento ai bordi o alle facce, come raccordo, arrotondamento, smusso e sformo.
  • Procedurale: si può dire delle caratteristiche che non sono basate su schizzi, come le funzioni di trasformazione e di vestizione.

Corpo

Per lavorare in PartDesign è necessario creare innanzitutto un PartDesign Body.png Corpo. Un Corpo di PartDesign contiene una serie di schizzi, riferimenti (datum) e caratteristiche (feature) di PartDesign che formano un singolo solido contiguo.

PartDesign Body tree.png

Un unico solido contiguo è un elemento simile a una fusione od a qualcosa di ricavato da un unico blocco di metallo. Se l'elemento coinvolge chiodi, viti, colla o saldature, non è un unico solido contiguo. Come esempio pratico, PartDesign non dovrebbe essere utilizzato per modellare una sedia di legno, ma può essere utilizzato per modellare i suoi sotto-componenti (gambe, doghe, sedile, ecc).

In un documento di FreeCAD possono essere creati più corpi che possono poi anche essere combinati per formare un singolo solido contiguo.

In un documento può essere attivo un solo corpo. Il corpo attivo ottiene le nuove funzioni che vengono create. Un corpo può essere attivato o disattivato facendo doppio clic su di esso. Un corpo attivato è evidenziato in azzurro. Il colore di evidenziazione può essere impostato nelle preferenze in Visualizza / Colori / Contenitore attivo dalla versione 0.18.

Quando un modello richiede più corpi, come il precedente esempio della sedia di legno, si può usare il Contenitore Part per raggrupparli e spostare il tutto in una unica unità.

Gestione della visibilità del corpo

Per impostazione predefinita, un corpo mostra solo la sua funzione più recente, cioè l'ultima operazione eseguita. Di defualt, questa funzione è definita tip (cima o punta). Una buona analogia è l'espressione "la punta dell'iceberg": sopra l'acqua è visibile solo la punta, la maggior parte della massa dell'iceberg (le altre funzioni) è nascosta. Quando viene aggiunta una nuova funzione al corpo, la visibilità della funzione precedente viene disattivata e la nuova funzione diventa la punta del corpo.

Può essere visibile una sola funzione alla volta. È possibile attivare la visibilità di qualsiasi funzione nel corpo, selezionandola nell'albero del modello e premendo la barra spaziatrice, tornando praticamente indietro nella cronologia del corpo.

Origine del Corpo

Il corpo ha un'origine composta dai piani di riferimento (XY, XZ, YZ) e dagli assi (X, Y, Z) che possono essere utilizzati dagli schizzi e dalle funzioni. Gli schizzi possono essere collegati ai piani Origine e non è più necessario associarli a facce planari per le funzioni basate su di essi che si vuole aggiungere o sottrarre dal modello.

Spostare e riordinare gli oggetti

È possibile ridefinire temporaneamente la punta su una funzione intermedia dell'albero del corpo per inserire nuovi oggetti (funzioni, schizzi o geometrie di riferimento). È anche possibile riordinare le funzioni all'interno di un corpo o spostarle in un corpo diverso. Selezionare l'oggetto e fare clic con il tasto destro del mouse per ottenere un menu contestuale che offre entrambe le opzioni. L'operazione può essere impedita se l'oggetto ha dipendenze nel corpo di origine, come essere collegato a una faccia. Per spostare uno schizzo su un altro corpo, esso non dovrebbe contenere dei collegamenti a geometrie esterne.

Differenza con altri sistemi CAD

Una differenza fondamentale tra FreeCAD e altri programmi, come Catia, è che FreeCAD non permette di avere più solidi disconnessi nello stesso Corpo. Cioè, una nuova funzione dovrebbe sempre essere costruita sopra quella precedente. O detto in un modo diverso, la nuova funzione deve "toccare" la funzione precedente, in modo che entrambe le funzioni siano fuse insieme e diventino un singolo solido. Non si possono avere solidi "fluttuanti".

FreeCAD-Catia datum planes.png

Differenza tra Catia e FreeCAD. Catia consente di scollegare i corpi dalle funzioni precedenti del corpo; in FreeCAD questo causa un errore. La nuova funzione deve sempre toccare o intersecare la funzione precedente, in modo che sia fusa con essa e diventi un corpo unico.


Geometrie di riferimento

Le geometrie di riferimento consistono in piani, linee, punti o forme esterne collegate. Possono essere create per essere utilizzati come riferimento da schizzi e funzioni. C'è una moltitudine di possibilità di associare gli oggetti riferimenti.

In altri sistemi CAD come Catia è possibile definire un piano di riferimento che è sfalsato rispetto al corpo precedente e creare un solido disconnesso. Pertanto, posizionare molti piani di riferimento e creare oggetti su di essi è corretto e non causa un errore. In genere, alla fine si regolano i piani nelle loro posizioni finali, in modo che i singoli oggetti siano fusi insieme.

In FreeCAD, i piani di riferimento hanno senso se si posizionano gli schizzi (e le estrusioni) in orientamenti non standard, ovvero in piani ruotati attorno ai tre assi principali. Per gli schizzi posizionati con un offset semplice dai piani XY, XZ o YZ, spesso non è necessario utilizzare i piani di riferimento, poiché le facce della funzione precedente possono essere utilizzate come supporti. Dopotutto, in FreeCAD, una nuova funzione deve toccare la funzione precedente, quindi si può anche usare la funzione precedente come supporto.

Anche se non sono utilizzati per il supporto di schizzi, gli oggetti di riferimento possono utili come indicatori visivi, per attirare l'attenzione su delle caratteristiche o distanze importanti nel processo di modellazione.

FreeCAD-Catia datum planes slanted.png

Differenza tra Catia e FreeCAD. Catia consente di scollegare i corpi dalle funzioni precedenti del corpo; in FreeCAD questo causa un errore. La nuova funzione dovrebbe sempre toccare o intersecare la funzione precedente, in modo che sia fusa con essa e diventi un corpo unico. In questo esempio, il nuovo solido si basa su un piano di Riferimento ruotato attorno all'asse Y.


Riferimenti incrociati

È possibile fare riferimento a elementi da un corpo all'altro attraverso le geometrie di riferimento. Ad esempio, il riferimento lega-forme può copiare come riferimento le facce di un corpo in un altro corpo. Questo dovrebbe rendere più facile modellare una scatola e il suo coperchio in due corpi separati. FreeCAD offre un aiuto per evitare collegamenti accidentali ad altri corpi e chiede informazioni sulle proprie intenzioni.

Associazione

L'oggetto Associazione non è uno strumento specifico di PartDesign, ma piuttosto un'utilità di Part introdotta in v0.17 che si può trovare nel menu Part. È molto utilizzato nell'ambiente PartDesign per allegare schizzi e geometrie di riferimento ai piani e agli assi standard del corpo. Sono disponibili dei modi molto completi per creare punti di riferimento, linee e piani. I parametri opzionali di offset delle associazioni rendono questo strumento molto versatile.

Per maggiori informazioni si può consultare la pagina Associazioni.

Consigli per creare dei modelli stabili

L'idea della modellazione parametrica implica che è possibile modificare i valori di alcuni parametri e che i passaggi successivi vengono modificati in base ai nuovi valori. Tuttavia, quando vengono apportate modifiche importanti, il modello può rovinarsi a causa del problema della denominazione topologica che in FreeCAD non è ancora stato risolto. Rispetto alle precedenti versioni di FreeCAD, il danno può essere ridotto al minimo rispettando i seguenti criteri di progettazione:

  • Evitare il più possibile di mappare gli schizzi alle facce del modello. Posizionare gli schizzi sui piani standard o su piani di riferimento personalizzati. Gli schizzi allegati ai piani sono meno soggetti al rischio di essere ricollegati inaspettatamente a un riferimento diverso.
  • Quando si crea della geometria di riferimento, non basarla sulla topologia della parte, ma basarla su piani e assi standard o su schizzi.
  • Utilizzare uno "schizzo principale". Questo deve essere preferibilmente uno schizzo non troppo complicato che contiene gli elementi geometrici di base del modello. Questi elementi possono essere referenziati durante la modellazione di funzioni successive. Lo schizzo principale sovente è il primo schizzo presente nel corpo ma non è indispensabile che sia il primo; infatti non deve essere usato per nient'altro che per essere referenziato.
  • Se inevitabilmente si deve fare riferimento a una funzione intermedia, ad es. al risultato di un'operazione di spessore, utilizzare il primo riferimento possibile nell'elenco delle funzioni successive in cui si verifica l'elemento geometrico di riferimento. Da FreeCAD 0.17 non è più necessario utilizzare la funzione più recente. Se si utilizza una funzione iniziale come riferimento, tutte le modifiche ai passaggi intermedi non interrompono il modello. E ancora una volta è meglio fare riferimento a uno schizzo piuttosto che ai bordi e ai vertici di un solido.

Flusso di lavoro per la costruzione di un corpo

Con PartDesign sono possibili diversi flussi di lavoro. Quello che dovrebbe sempre essere rispettato è che tutte le funzioni create all'interno di un Corpo siano fuse insieme per ottenere l'oggetto finale.

Schizzi diversi

Gli schizzi devono essere supportati da un piano. Questo piano può essere uno dei piani principali (XY, XZ o YZ) definiti dall'origine del corpo. Uno schizzo può essere estruso in un solido positivo (additivo), con uno strumento come Pad, o in un solido negativo (sottrattivo), con uno strumento come Pocket. Il primo aggiunge volume alla forma finale del corpo, mentre il secondo taglia il volume dalla forma finale. In questo modo è possibile creare qualsiasi numero di schizzi e parti solide parziali; la forma finale (tip) è il risultato della fusione di queste operazioni insieme. Naturalmente, il corpo non può consistere in sole operazioni sottrattive, poiché la forma finale dovrebbe essere solida.

PartDesign workflow 1.svg

Funzioni sequenziali

Gli schizzi possono essere supportati dalle facce delle precedenti operazioni solide. Questo può essere necessario per accedere a una faccia che è disponibile solo dopo aver creato una determinata funzione. Tuttavia, questo flusso di lavoro non è il più raccomandato, poiché se la funzione originale viene modificata, le funzioni successive nella sequenza potrebbero interrompersi.

PartDesign workflow 2.svg

Utilizzo di piani di riferimento per il supporto

I piani di riferimento sono utili per supportare gli schizzi. Questi piani ausiliari possono essere basati sull'origine del corpo o possono essere basati sulle caratteristiche (bordi, facce) dei solidi precedentemente creati. Inoltre, si può usare un oggetto Lega forme per importare la geometria esterna nel corpo come riferimento; quindi gli schizzi possono essere collegati a questo corpo ausiliario, usando o meno i piani di riferimento. L'utilizzo di oggetti di riferimento (datum) è spesso il modo migliore per produrre modelli stabili, anche se richiede un po' più di lavoro da parte dell'utente.

PartDesign workflow 3.svg