FreeCAD入門 ver1.1devで使いやすくなったSketcher 図面から依頼品を作る 押し出しのみのワークフロー
当ブログにはFreeCADの記事が結構あります。今Fusionをお使いの方が挫折しにくいように書いているつもりですが、 やはりFusionは素晴らしいソフト です。一方 FreeCADは不自由な面も多い のですがライセンスや商用利用における心配がない、オープンなCADですしVer1になって以降も活発に開発が行われている 伸びしろがあるソフト だと思うので楽しんでいただければ幸いです。比較的新しいものがこちらになります。
FreeCAD 入門 実践編 スライドロック壁掛けとヘアアイロン置き 複数のワークベンチを
最新版は1.1dev ボディの移動やSketcherがより便利に
FreeCADは複数の開発者の方が機能を追加、提案し日々成長しています。安定版としてVer1.0があるわけですが、 FreeCAD weeklyとして開発版は文字通り毎週変化 していっています。もちろん開発中なのでトラブルなども可能性はありますが、Ver1.1はスケッチ回りやボディの移動に機能が加わりました。
Release weekly-builds qt6 archive · FreeCAD/FreeCAD-Bundle · GitHub
Important The weekly builds are now created in the main FreeCAD repository: https://github.com/F .
下図はボディの移動機能ですが、 移動の基準位置が動かせるようになりました 。・・・そう、今までこの機能はなかったんです。（アセンブリでは出来る）また、その基準を元に、他のボディに動かすことも出来るようになっています。これで移動機能もFusionに近づきました！この機能、個人的には大きいです。
原点を 動かしたり そのまま他のボディに合わせられる ボディの移動がアセンブリしなくても色々可能に
Sketcherの新機能 プロジェクション機能の刷新Fusionでも多用されると思われるスケッチのプロジェクション。 FreeCADでもプロジェクションは行えたのですがあくまで参照線としての使用に限られており、プロジェクションした線をそのまま押し出すなどの作業が今までできませんでした。 ・・・できないことに驚かれましたか・・？でも今までは線を引きなおす必要があったのです。円や直線だとまあそれほど問題はないのですが、スプラインなんかだと結構面倒で、 スケッチをコピーして持ってくるのが今までの主な手法だった と思います。
今回紹介するこの部品も外側部分は正確な寸法がない曲線で作られており、今までだとなぞるのが面倒なものになりますが、今回は直接プロジェクションした線を利用することもできます。（ただ、Fusionのように柔軟に線を切り貼りしたり、 線の一部で囲まれた面を押し出すことはできません 。）
また、あらたに交差プロジェクション(external intersection geometry)という機能が追加されプロジェクション機能が2つに増えています。今回は使いませんが、これは スケッチ平面と他の形状が交差する交点をプロジェクトする機能 になります。そう、これも今までなかったんですよ。下の3.4枚目がこの交差プロジェクションですが、スケッチ方向と垂直なエッジを選択すると、そのエッジとスケッチの交点がプロジェクトされます。Fusionでもこの方法は使うので嬉しいところです。
今までのものに近いが、実線か構築線か選べる 交差する部分をプロジェクトする新機能 スケッチと直行する線を選ぶと 交点がプロジェクトされて利用可能に Sketcherのプロジェクション機能が2つになりました
Sketcherの ジオメトリ切り替え機能でプロジェクション機能を押し出しに使う線にするか、参照線にするかを選べます。（構築ジオメトリとの切り替えと呼びます。） 白状態でプロジェクトすれば実線として扱われ、青状態なら構築ジオメトリとして扱われます。特に複雑なボディのラインを再利用して押し出す際に有用だと思います。図だとちょっと色がわかりにくいので、Sketcherの設定から変更で好みの色に変えてください。ちなみに今回はボディの色を変えました。新規のボディの色をランダムにする設定があり、私はそれをオンにしています。気に入らなかったら後から色は変えればよいので。
上部ツールが青線だと 構築ジオメトリになります 白線なら実践扱いに 設定の項目も増えています シェイプの色がランダムだと面白いですよ Sketcherの新機能とボディの色
依頼品の作成① 図面の取り込みとスケッチ
FreeCADのVer1.1devを起動してパラメトリックパーツの作成を選びます。Part Designワークベンチが立ち上がって準備完了。過去記事にも書いていますが、現在のFreeCADはPart Designワークベンチから外に出なければかなり使い勝手が向上しているのでとっかかりとしておすすめです。
今回ご依頼いただいたのは マキタのトリマ用のオフセットベース というものです。寸法の概要を頂きましたのでまずはそれを取りこみます。FreeCADではビットマップ等を下図として利用できます。ドラフトワークベンチを私は使わない(使えない)ので、先ずは画像を普通に読み込みまずは向きと寸法調整です。取りこんだ図面をダブルクリックすると設定が表示されます。下の方、画像サイズ部分で調整を押して基準点を2点をドラッグして実際の寸法を記入します。図面はある程度透明にしておくのがいいでしょう。ここでは70%にしました。
縮尺があったら原点にしたい部分までの移動は、この画面ではなく右クリックの変換で可能です。至適位置に移動が終わったら、 選択はされないように、ビュータブのselectableをFalseにしておけば選択できなくなります 。なお透明度もこのタブからでも変更可能です。
画像を開いて 縮尺の調整 移動できます 選択されないようにします 取り込んだ図面の利用
スケッチはもうお馴染みですね。基準位置から寸法を入れていくとともに、拘束していきます。今回は外縁部分は詳細な指定がなく、こだわらないとのことでしたので適宜似た感じにしました。ミラーリングしていますが、拘束は一部です。 FreeCADはミラーリングで過剰拘束になってしまうこともあり注意が必要 だと思います。なお、拘束の自動削除は一見便利なのですが、いつの間にか必要な拘束が外れてしまうこともあり現在はOFFにしています。ということで必要に応じてミラーリングは寸法入力の前に行ったほうがトラブルが少なくなるかもしれません。今回はVer1.1の新機能も使用するためリブ部分は後回しにします。
なお、ネジ穴は後述するザグリになっていますが、中心さえ決まっていれば後でどうにでもなるのでリブ側のみを意識した穴径にしています。なお、3Dプリンターでこういった穴を作る場合、 私は直径で0.2mm程度拡大しています。 padで板状にしてみました。
寸法もだいぶ入れやすくなりました 板材の完成 スケッチと拘束
依頼品の作成➁ リブ部分の作り方
ではプロジェクション機能を使ってみましょう。一旦ピンクの穴の開いていないボディを用意しました。padした上面に新たにスケッチを描きます。表示されているボディの外縁を全部プロジェクションしましょう。上部の ツール群が青線の状態で操作を行うことでこの線は参照線に なります。参照線が引けたら上部のツール群を白線の状態に戻してドラッグで全選択、オフセットします。オフセットの際はオフセット拘束を入れると拘束された線が引けます。大体の位置にしてからオフセット寸法を変更すればOKです。これでオフセットされた線が引けました。その後はポケットで3mm凹ませています。
なお、リブ部分の作り方は色々あると思いますが、 FreeCADでは後から曲面をオフセットすることが仕様上出来ませんので、気を付ける必要があります。
穴の開いていないモデルで プロジェクトしてオフセット ポケットでリブ完成 実際はこう 外側のリブ加工
では、ねじ穴を参考にリブを作っていきます。穴をオフセットして壁を作ります。先ほど紹介した新機能があるので穴をプロジェクションしてそのまま使用しましょう。下のネジ穴部分等は開けるべき穴と重なってしまっていますが 後で穴を開けなおせば問題ありません ので放置で問題ないです。
オフセットを追加 押し出し 重なる部分も同様に 行いました ホール回りのリブ加工 Fusionだと一回で行いやすいです
トリマが接する部分のリブ 穴との位置関係を確認してスケッチ 穴が半分埋まりますがそのままで可 補強部分のリブスケッチ 穴が完全に埋まってしまいました 後であけなおせばOKです リブ部分の設計完了
スケッチ周りの癖はやはりありますが、こういった 押し出し作業であればFreeCADでも不自由を感じる機会は明らかに減っている と思います。興味を持っていただいた方は当ブログの他の入門記事もぜひ参照ください！
依頼品の作成③ 皿ねじ用のザグリ穴
今回は皿ネジが入る部分にザグリ穴が必要です。フラットな裏面からネジが入るのでねじ用の穴を作成します。 穴を選択しホールを選ぶと各種パラメータの設定が出来ます 。前述のように穴あけは 私は直径から＋0.2mm程度広げています 。3Dプリンターの場合は積層する際の事を考える必要がありますので注意してください。
一般的に0.2mmで積層をしていくならザグリのヘッド部分の深さも含め、 高さ方向の数字を偶数（0.2mm毎）にするべき です。 依頼は0.5mmの深さでしたが、0.6mmに変更 しています。他にも樹脂の収縮による寸法変化は考える必要がありますが、スライサー側で対応することも出来ますし今回は割愛します。私は設計等含め完全など素人ですが、3Dプリント前提の設計って普通のものとちょっと違ってくると思うと興味深いです。
穴を一気に選んで ホールでパラメータ調整 zの寸法は積層厚みの倍数で設定 ザグリ穴加工
依頼品の完成 強度を得るためには壁を厚くしましょう
個人的には、 今度Polymakerから比較的熱に強いPLA（どういうことかわかりませんが）が出る とのことで、汎用性の高い材料になることが期待されます。どこかネガティブ要素がないといいけれど、出たら買ってみようと思います。
さて、実際の印刷ですが、強度を得るために素材は勿論、 印刷設定で壁を厚く する必要があります。 強度に寄与するのはインフィルよりも壁 です。材料が必要ですが場合によっては寸法に注意しつつインフィル100%で印刷するのも手ではあると思います。また、リブ部分の見た目を重視するのであれば表面のみ壁1層で行うと統一感が出ます。
出来上がったプレート トリマ取り付け時 穴と寸法 ピッタリだったそうです 完成したプレートとマキタの充電式トリマ
進化するFreeCAD 今後もよろしくお願いいたします
ということで最新Ver1.1の情報でした。Fusionは便利で素晴らしいのですが、FreeCADもだんだんと使いやすく変化してきています。 特にこの1年での進歩は素晴らしく、大いに期待できます よね。私は開発などを行ったりお手伝いする力がないので使わせていただいている一方ですが、このブログのような形で「FreeCADってどうよ？」の声に答えていけると嬉しいです！
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