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Vorwort

FreeCAD ist eine parametrische 3D Modellierungssoftware und hauptsächlich für mechanisches Konstruieren ausgelegt. FreeCAD unterstützt aber auch alle anderen Anwendungen, bei denen 3D Objekte präzise und kontrolliert, mit einer Historie versehen modelliert werden müssen.

FreeCAD befindet sich seit 2002 in der Entwicklung und bietet einen großen Funktionsumfang. Für kommerzielle Anwendungen fehlen noch einige Funktionen. Für den Hobbygebrauch und für kleinere Betriebe ist es aber leistungsfähig genug.

Eine schnell wachsende Gemeinschaft begeisterter Anwender ist im FreeCAD Forum aktiv. Dort sind viele Beispiele aus Qualitätsprojekten zu finden, die mit FreeCAD erstellt wurden. Siehe auch FreeCAD Verwendung in der Produktion.

Um zu wachsen, neue Funktionen zu erhalten und Fehler zu beheben ist FreeCAD wie alle freien Software-Projekte auf seine Gemeinschaft angewiesen. Vergiss das nicht, wenn du FreeCAD nutzt! Wenn du magst, kannst du spenden, und FreeCAD z.B. beim Schreiben von Dokumentationen und Übersetzen auf verschiedene Weise helfen.

Siehe auch:

• Umstieg von Fusion360 auf FreeCAD
• Welchen Arbeitsbereich soll ich auswählen?
• Tutorien
• Video-Anleitungen

Einrichtung

Zuerst FreeCAD herunterladen und installieren. Für Informationen zu aktuellen Versionen und Installationsanweisungen für das jeweilige Betriebssystem siehe die Seiten Herunterladen, (Windows, Linux oder macOS). FreeCAD ist über die Paketmanager vieler Linux-Distributionen verfügbar. Da FreeCAD Open-Source ist, kannst der Quellcode auch selbst heruntergeladen und kompiliert werden.

Erkunden der Oberfläche

Die Standard FreeCAD Oberfläche

Vollständige Erklärung der Oberfläche.

1. Der Hauptansichtsbereich der verschiedene Registerkartenfenster enthalten kann, hauptsächlich die 3D Ansicht.

2. Die 3D Ansicht, zeigt die geometrischen Objekte im Dokument an.

3. 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.

4. Der Eigenschaftseditor (Teil der Comboansicht), die das Anzeigen und Ändern von Eigenschaften der ausgewählten Objekte ermöglicht.

5. Die Auswahlansicht, die die Objekte oder Unterelemente von Objekten (Ecken, Kanten, Flächen) anzeigt, die ausgewählt werden.

6. Die Berichtansicht (oder Ausgabefenster), in dem Meldungen, Warnungen und Fehler ausgegeben wird.

7. Die Python Konsole, in der alle ausgeführten Befehle ausgegeben werden und in der Python Code eingegeben werden kann.

8. Die Statusleiste, in der einige Meldungen und Werkzeugtipps erscheinen.

9. Der Werkzeugleistenbereich, in dem die Werkzeugleisten angedockt sind.

10. Der Arbeitsbereichsselektor, mit dem der aktive Arbeitsbereich ausgewählt wird.

11. Das Standardmenü, das die grundlegenden Funktionen des Programms enthält.

Das Hauptkonzept 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 Polygonnetzen (mesh) oder das Zeichnen von 2D Objekten oder das Arbeiten mit beschränkten Skizzen. Der aktuelle Arbeitsbereich kann mit dem Arbeitsbereich Wähler gewechselt werden. Die in jedem Arbeitsbereich enthaltenen Werkzeuge können individuell angepasst werden. Werkzeuge von anderen Arbeitsbereichen und auch selbst erstellte Makros können hinzugefügt werden. Meistens wird mit dem Arbeitsbereich PartDesign und /oder Arbeitsbereich Part begonnen.

Wenn du FreeCAD zum ersten Mal startest, wird dir die Startseite angezeigt. So sieht sie für die Version 0.19 aus:

Die Startseite ermöglicht es dir, schnell zu einer der gebräuchlichsten Arbeitsbereiche zu springen, eine der letzten Dateien zu öffnen oder die neuesten Nachrichten aus der FreeCAD Welt zu sehen. Du kannst den Standard Arbeitsbereich in den Einstellungen ändern.

Navigieren im 3D Raum

FreeCAD bietet verschiedene Navigationsmodi, die sich durch die Art und Weise, mit Objekten in der 3D Ansicht und der 3D Ansicht selbst zu interagieren, unterscheiden. Einer dieser Modi ist speziell für Touchpads ausgelegt, bei dem die mittlere Maustaste nicht genutzt wird. Der Standard Navigationsmodus ist CAD Navigation. Mit der Schaltfläche in der Status bar oder durch rechts klicken eines lehren Bereichst der 3D Ansicht kann schnell zwischen verschiedenen Moden gewechselt werden.

Es stehen mehrere Ansichtsvoreinstellungen (beispielsweise Draufsicht, Frontansicht, usw.) im Ansichtsmenü, auf der Ansichtssymbolleiste und über Tastenkürzel (1, 2, 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 weiterkommen, vergessen Sie nicht, dass es eine freundliche Gemeinschaft von Nutzern unter FreeCAD forum gibt, welche Ihnen schnell weiterhelfen kann.

Welchen Arbeitsbereich du in FreeCAD anfängst zu verwenden, hängt von der Art der Arbeit ab, die du erledigen musst: Wenn du an mechanischen Modellen arbeitest oder ganz allgemein an Miniaturobjekten arbeitest, dann wirst du wahrscheinlich den Arbeitsbereich PartDesign verwenden wollen. Wenn du in 2D arbeiten möchtest, dann wechsle zum Entwurf Arbeitsbereich oder zum Skizzierer Arbeitsbereich wenn du Beschränkungen benötigst. Wenn du Gebäudedatenmodellierung machen möchtest, starte den Arch Arbeitsbereich. Und wenn du aus der OpenSCAD Welt kommst, versuche den OpenSCAD Arbeitsbereich. Es gibt auch viele von der Gemeinschaft entwickelte,verfügbare Externe Arbeitsbereiche.

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

Arbeiten mit den PartDesign und Skizzierer Arbeitsbereichen

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. Erstelle eine neuen Skizze
2. Zeichne einer geschlossenen Form (alle Punkte müssen verbunden sein)
3. Schließe die Skizze
4. Erweitere Skizze mit dem Werkzeug Aufpolsterung in einen 3D-Volumenkörper
5. Wähle eine der Seiten des Körpers aus
6. Erstelle eine zweite Skizze auf dieser Oberfläche
7. Zeichne eine geschlossene Form
8. Schließe die Skizze
9. Füge eine Tasche der zweiten Skizze auf dem ersten Objekt ein.

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 Aufpolsterung 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. Draw a couple of lines with the Draft Line tool
2. Select each line and press the Wall tool to build a wall on each of them
3. Join the walls by selecting them and pressing the Arch Add tool
4. Create a floor object, and in the Tree view drag your walls into the floor object
5. Create a building object, and in the Tree view drag your floor (which now includes the walls) into the building object
6. Create a window by clicking the Window tool, select a preset in its panel, then click on a face of a wall
7. Add dimensions by first setting the working plane if necessary, then using the Draft Dimension tool

1. Einige Linien mit dem Werkzeug Draft-Linie zeichnen
2. Jede Linie jeweils einzeln auswählen und mit dem Werkzeug Wand darauf eine Wand aufbauen.
3. Die Wände auswählen und durch Drücken des Werkzeugs Arch-Komponente hinzufügen miteinander verbinden.
4. Ein Boden-Objekt erstellen und in der Baumansicht die Wände in dieses Boden-Objekt ziehen.
5. Ein Gebäude-Objekt erstellen und in der Baumansicht den Boden (der die Wände enthält) in dieses Gebäude-Objekt ziehen.
6. Ein Fenster einfügen, durch Anklicken des Werkzeugs Fenster, eine Voreinstellung im Dialogfenster und anschließend die Fläche einer Wand auswählen.
7. Maße hinzufügen, indem bei Bedarf zuerst eine Arbeitsebene festgelegt wird und dann das Werkzeug Draft-Maß verwendet wird

Das Ergebnis könnte folgendermaßen aussehen:

Mehr dazu auf der Seite Tutorials.

Addons

Jeder Benutzer kann eigene Funktionen für FreeCAD entwickeln und sie der FreeCAD-Gemeinschaft als Addon zur Verfügung stellen.

Es gibt Drei Arten von Addons:

• Makros: kurze Abschnitte von Python-Code, die ein neues Werkzeug oder eine neue Funktionalität in einer einzelnen Datei mit der Endung .FCMacro bereitstellen.
• Externe Arbeitsbereiche: Sammlungen von Python-Dateien, die zusammengehörige Befehle der Benutzerschnittstelle (Werkzeuge) zur Verfügung stellen, die sich auf ein bestimmtes Thema beziehen.
• Voreinstellungspakete: Verteilbare Sammlungen von Benutzervoreinstellungen.

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.

Was neu ist

• Siehe Funktionsübersicht für eine detaillierte Liste der Leistungsmerkmale.

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Anwenderdokumentation

• Erste Schritte
• Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzlicher Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
• Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Programmeinstellungen, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, Hilf FreeCAD, Spende

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• Hilfe: Tutorien, Video Tutorien
• Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, CAM, Draft, FEM, Inspection, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Start, Surface, TechDraw, Test Framework, Web

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• Erweiterung: Erweiterungsverwalter, Externe Arbeitsbereiche, Skripten und Makros

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• Hubs: Anwenderzentrum, Hauptanwenderzentrum, Entwicklerzentrum