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Revision as of 22:42, 1 December 2019

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Workbench Part.svg

Einleitung

Die Festkörper Modellierungsfähigkeiten von FreeCAD basieren auf der Open Cascade Technologie. (OCCT) Kernel, ein professionelles CAD System mit fortschrittlicher 3D Geometrieerstellung und -manipulation. Die Part Arbeitsbereich ist eine Schicht, die sich auf der Oberseite der OCCT-Bibliotheken befindet und dem Benutzer Zugriff auf geometrische OCCT Grundkörper und -Funktionen gewährt. Grundsätzlich basieren alle 2D und 3D Zeichenfunktionen in jedem Arbeitsbereich (Draft Arbeitsbereich, Arbeitsbereich Skizze, PartDesign Arbeitsbereich, usw.) auf diesen Funktionen, die vom Part Arbeitsbereich herausgestellt werden. Daher gilt die Part Workbench als die Kernkomponente der Modellierungsfunktionen von FreeCAD.

Die mit dem Part Arbeitsbereich erstellten Objekte sind relativ einfach; sie sind für die Verwendung mit booleschen Operationen (Verbindungen und Schnitte) vorgesehen, um komplexere Formen zu erstellen. Dieses Modellierungsparadigma ist bekannt als konstruktive Festkörpergeometrie (CSG) Arbeitsablauf, und es war die traditionelle Methodik, die in frühen CAD Systemen verwendet wurde. Andererseits bietet der Arbeitsbereich PartDesign einen moderneren Arbeitsablauf bei der Konstruktion von Formen: Sie verwendet eine parametrisch definierte Skizze, die zu einem Grundkörper extrudiert wird, der dann durch parametrische Transformationen (Funktionsbearbeitung) modifiziert wird, bis das endgültige Objekt vorliegt.

Part Objekte sind komplexer als Mesh Objekte, die mit der Arbeitsbereich Mesh erstellt wurden, da sie erweiterte Operationen wie kohärente boolesche Operationen, Änderungshistorie und parametrisches Verhalten ermöglichen.

Part example.jpg

Part Workbench relationships.svg

Der Part Arbeitsbereich ist die Basisschicht, die die OCCT Zeichenfunktionen allen Arbeitsbereichen in FreeCAD zur Verfügung stellt.


Werkzeuge

Die Werkzeuge befinden sich alle im Menü Part.

Grundelemente

Dies sind Werkzeuge zum Erstellen von Grundobjekten.

  • Part Box.png Quader: Zeichnet einen Quader, durch Angabe seiner Abmessungen
  • Part Cylinder.png Cylinder: Zeichnet einen Zylinder, durch Angabe seiner Abmessungen
  • Part Sphere.png Sphere: Zeichnet eine Kugel, durch Angabe ihrer Abmessungen
  • Part Cone.png Kegel: Zeichnet einen Kegel, durch Angabe ihrer Abmessungen
  • Part Torus.png Torus: Zeichnet einen Torus (Ring) durch Angabe seiner Abmessungen
  • Part CreatePrimitives.png Erzeuge Grundelemente: Ein Werkzeug zum Erstellen verschiedener parametrischer geometrischer Grundelemente
  • Part Shapebuilder.png Formgeber: Ein Werkzeug zum Erstellen komplexerer Formen aus verschiedenen parametrischen geometrischen Grundelementen

Objekte ändern

Dies sind Werkzeuge zum Ändern vorhandener Objekte. Sie können wählen, welches Objekt geändert werden soll.

  • Part Extrude.png Extrudieren: Extrudiert ebene Flächen eines Objekts
  • Part Revolve.png Drehen: Erzeugt ein Körper, indem ein anderes Objekt (nicht Volumenkörper) um eine Achse gedreht wird.
  • Part Mirror.png Soiegeln: Spiegelt das ausgewählte Objekt auf einer bestimmten Spiegelebene
  • Part Fillet.png Verrundung: Verrundungen (Rundungen) der Kanten eines Objekts
  • Part Chamfer.png Fase: Fasen der Kanten eines Objekts
  • Part RuledSurface.png Regelfläche: Erzeugt zwischen zwei geschlossenen Kurven eine Regelfläche
  • Part Loft.png Ausformung: Ausformung von einem Profil zum anderen
  • Part Sweep.png Austragung: Austragung von ein oder mehrerer Profile entlang eines Pfades
  • Part Thickness.png Dicke: Aushöhlen eines Körpers, so dass Öffnungen neben ausgewählten Flächen bleiben.
  • Part Booleans.png Boolesche Operationen: Führt boolesche Operationen an Objekten durch
  • Part Union.png Verschmelzen: Verschmilzt (verbindet) zwei Objekte
  • Part Common.png Vereinigung: Entnimmt den gemeinsamen Teil (Vereinigungsmenge) von zwei Objekten
  • Part Cut.png Schneiden: Schneidet (subtrahiert) ein Objekt von einem anderen

Messung

Std Measure Menu.png Measure: Ermöglicht die lineare und winklige Messung zwischen Punkten, Kanten und Flächen.

Andere Werkzeuge

Einstellungen

OCCT geometrische Konzepte

In der OpenCascade Terminologie unterscheiden wir zwischen geometrischen Grundelementen (engl.: primitives) und topologischen Formen. Ein geometrisches Grundelement kann ein Punkt, eine Linie, ein Kreis, eine Ebene usw. oder sogar einige komplexere Typen wie eine B-Spline Kurve oder eine Fläche sein. Eine Form kann ein Knoten, eine Kante, ein Draht, eine Fläche, ein Solid oder eine Verbindung aus anderen Formen sein. Die geometrischen Grundelemente sind nicht dazu bestimmt, direkt in der 3D Szene dargestellt zu werden, sondern als Baugeometrie für Formen zu dienen. So kann beispielsweise eine Kante aus einer Linie oder aus einem Teil eines Kreises konstruiert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Geometrie Grundelemente "formlose" Bausteine sind, während topologische Formen die realen Objekte sind, die auf ihnen aufgebaut sind.

Eine vollständige Liste aller Grundelemente und Formen findest Du in der OCC documentation (Alternative: sourcearchive.com) und suche nach Geom_* (für geometrische Grundelemente) und TopoDS_* (für Formen). Dort kannst Du auch mehr über die Unterschiede zwischen ihnen lesen. Bitte beachte, dass die offizielle OCC Dokumentation nicht online verfügbar ist (Du musst ein Archiv herunterladen) und sich hauptsächlich an Programmierer richtet, nicht an Endanwender. Aber hoffentlich findest du genug Informationen, um hier anzufangen.

Die geometrischen Typen lassen sich tatsächlich in zwei große Gruppen unterteilen: Kurven und Flächen. Aus den Kurven (Linie, Kreis,....) kann man direkt eine Kante bauen, aus den Flächen (Ebene, Zylinder,...) kann man eine Fläche bauen. So ist beispielsweise die geometrische Grundlinie unbegrenzt, d.h. sie wird durch einen Basisvektor und einen Richtungsvektor definiert, während ihre Formdarstellung durch einen Start- und Endpunkt begrenzt sein muss. Und eine Kasten - ein Solid - kann durch sechs begrenzte Ebenen erzeugt werden.

Von einer Kante oder Fläche aus kannst du auch zu seinem geometrischen Basisgegenstück zurückkehren.

So können Sie aus Formen sehr komplexe Teile bauen oder umgekehrt alle Unterformen entnehmen, aus denen eine komplexere Form besteht.

Part TopoShape relationships.svg

Die "Part::TopoForm" ist das geometrische Objekt, das auf dem Bildschirm zu sehen ist. Im Wesentlichen verwenden alle Arbeitsbereiche diese TopoFormen intern, um Kanten, Flächen und Volumenkörper zu erstellen und darzustellen.


Skripten

Siehe auch: Part skripten

Die im Part Modul verwendete Hauptdatenstruktur ist der BRep Datentyp von OpenCascade. Fast alle Inhalte und Objekttypen des Part Moduls sind über das Python Skripten verfügbar. Dazu gehören geometrische Grundelemente wie Linie und Kreis (oder Bogen) und die gesamte Palette der TopoFormen, wie Knoten, Kanten, Drähte, Flächen, Volumenkörper und Verbindungen. Für jedes dieser Objekte gibt es mehrere Erstellungsmethoden, und für einige von ihnen, insbesondere die TopoFormen, stehen auch erweiterte Operationen wie boolesche Vereinigung/Differenz/Überschneidung zur Verfügung. Erkunde den Inhalt des Part Moduls, wie auf der Seite FreeCAD Skripten Grundlagen beschrieben, um mehr zu erfahren.

Das grundlegendste Objekt, das erstellt werden kann, ist ein Part Merkmal, das eine einfache Daten-EigenschaftPlatzierungs Eigenschaft und Grundeigenschaften hat, um seine Farbe und sein Aussehen zu definieren.

Ein weiteres einfaches Objekt, das in geometrischen 2D Objekten verwendet wird, ist Part Part2DObjeKt, das die Basis von Skizzierer SkizzeObjekt ist. (Skizzierer), und die meisten Draft Elemente.

Beispiele

Zum erstellen eines Linienelements aktivieren Sie die Python-Konsole und geben Sie ein:

import Part,PartGui 
doc=App.newDocument()  
l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)
doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape() 
doc.recompute()

Lassen Sie uns das obige Python-Beispiel Schritt für Schritt betrachten:

import Part,PartGui
doc=App.newDocument()

lädt die Part-Modul und erstellt ein neues Dokument

l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)

Line ist eigentlich eine Strecke, folglich der Anfangs- und Endpunkt.

doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape()

Das fügt ein Part-Objekt zum Dokument hinzu und weist die Form-Darstellung der Strecke der 'Shape'-Eigenschaft des hinzugekommenen Objekts zu. Es ist wichtig, hier zu verstehen, dass wir einen geometrischen Primitiven (den Part.LineSegment) verwendeten, um einen TopoShape daraus (mittels der toShape () Methode) zu schaffen. Nur Formen können zum Dokument hinzugefügt werden. In FreeCAD werden Geometrie-primitive als "Grundstrukturen" für Formen verwendet.

doc.recompute()

Aktualisiert das Dokument. Damit auch die visuelle Darstellung des neuen Part-Objekts.

Beachten Sie, dass ein Liniensegment durch Angabe der Anfangs-und Endpunkt direkt im Konstruktor erstellt werden kann, z.B. Part.LineSegment (point1, Punkt2), oder wir können eine Standard-Linie erstellen und seine Eigenschaften anschießend festlegen, wie wir es hier gemacht haben.

Ein Kreis kann in ähnlicher Weise erstellt werden:

import Part
doc = App.activeDocument()
c = Part.Circle() 
c.Radius=10.0  
f = doc.addObject("Part::Feature", "Circle")
f.Shape = c.toShape()
doc.recompute()

Bemerken Sie wieder, wir verwendeten den Kreis (primitive Geometrie), um eine Form daraus zu erstellen. Wir können natürlich noch immer auf unsere Ursprungs-Geometrie später zugreifen, und zwar so:

s = f.Shape
e = s.Edges[0]
c = e.Curve

Hier nehmen wir die Form unseres Objekts f, dann nehmen wir die Liste der Kanten, in diesem Fall wird es nur eine geben, weil wir die ganze Form aus einem einzelnen Kreis machten, also nehmen wir nur das erste Element der Kanten-Liste, und wir nehmen seinen Verlauf. Jede Kante hat einen Verlauf, welches das Geometrie-primitive ist, worauf der Verlauf basiert ist.

Besuche die Seite Topologisches Datenskripen, wenn Du mehr wissen möchtest.

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