前言

FreeCAD是一個(gè)三維參數(shù)化建模應(yīng)用程序。它主要用于機(jī)械設(shè)計(jì)，但也適用于其他所有需要精確3D建模和控制模型歷史的用途。
FreeCAD從2002年開始開發(fā)，提供了大量的功能，雖然功能還有待繼續(xù)完善，但對于業(yè)余愛好者和小型工作室來說也已經(jīng)足夠了。FreeCAD forum社區(qū)用戶活躍，你可以找到大量的高質(zhì)量項(xiàng)目示例。如果要在生產(chǎn)中使用FreeCAD，建議看看這個(gè)。
像所有的自由軟件項(xiàng)目一樣，FreeCAD的發(fā)展離不開其社區(qū)的支持。如果你喜歡，你可以通過各種方式捐贈(zèng)和幫助FreeCAD，比如寫文檔和翻譯。

另請參見：

• Migrating to FreeCAD from Fusion360
• Tutorials
• Video tutorials

安裝

首先，下載并安裝FreeCAD。你也可以獲取源碼自己編譯。

界面概覽

上圖為FreeCAD 0.19的標(biāo)準(zhǔn)UI布局。

主視圖區(qū)域：包含不同的選項(xiàng)卡窗口，主要是三維視圖

3D視圖：顯示文檔中的幾何對象

樹形視圖（組合視圖的一部分）：顯示文檔中的對象層級(jí)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造歷史。它還可以為激活命令顯示任務(wù)面板。

屬性編輯器（組合視圖的一部分）：查看和修改選中物體的屬性

選擇視圖，查看選中對象及其子元素

報(bào)告視圖：也叫做輸出窗口，輸出日志信息

Python控制臺(tái)：所有命令執(zhí)行的結(jié)果都會(huì)輸出到這里，并且你也可以在這里輸入Python命令

狀態(tài)欄：顯示信息或者工具提示

工具欄

Workbench選擇器

標(biāo)準(zhǔn)菜單：這里有程序所有的基礎(chǔ)操作。

FreeCAD界面的核心就是區(qū)分Workbench。一個(gè)Workbench就是一套完成特定工作的工具集，例如：使用網(wǎng)格、繪制二維對象或者繪制受約束的草圖。
你可以通過Workbench選擇器來更改當(dāng)前的workbench。你可以自定義每個(gè)workbench所包含的工具，添加來自其他workbench的工具，甚至是自己錄制的宏。通常我們都是從PartDesign Workbench或者Part Workbench開始工作的。
如果你是第一次打開FreeCAD，會(huì)有一個(gè)歡迎界面，下圖是0.18版本的界面：

start center可以讓你快速的跳轉(zhuǎn)到常用的workbench，打開最近的文件，或者看看FreeCAD又發(fā)生了哪些新聞。你可以在首選項(xiàng)中更改默認(rèn)workbench。

在3D空間中導(dǎo)航

FreeCAD提供了多種不同的導(dǎo)航模式，其中還有一種是觸控板模式。下表是默認(rèn)模式（CAD導(dǎo)航）。在空白區(qū)域右擊，可以快速切換導(dǎo)航模式。

操作圖示說明

選擇		在對象上點(diǎn)擊即可選擇，按住 Ctrl 可多選
平移畫布		按住鼠標(biāo)中鍵并拖動(dòng)
縮放		使用鼠標(biāo)滾輪進(jìn)行畫布縮放
旋轉(zhuǎn)視圖		先按住中鍵，再按住左鍵或者右鍵進(jìn)行拖動(dòng)

認(rèn)識(shí)FreeCAD的第一步

FreeCAD致力于為您創(chuàng)建高精度的3D模型，保持對這些模型的緊密控制，并最終構(gòu)建出這些模型（通過3D打印、數(shù)控加工甚至是建筑工地）。因此，它與為其他目的（例如動(dòng)畫電影或游戲）制作的某些其他 3D 應(yīng)用程序非常不同。 它的學(xué)習(xí)曲線可能很陡峭，特別是如果這是您第一次接觸 3D 建模。 如果您在使用時(shí)遇到困難，FreeCAD 論壇上友好的用戶社區(qū)或許可以為您解疑答惑。
您將在 FreeCAD 中開始使用的工作臺(tái)取決于您需要執(zhí)行的工作類型：如果您要處理機(jī)械模型，或者更普遍的任何小型對象，您可能想要嘗試 PartDesign Workbench；如果您要專注于 2D 操作，則切換到 Draft Workbench；如果需要約束，則切換到 Sketcher Workbench；如果您想做 BIM，請啟動(dòng) Arch Workbench； 如果您來自 OpenSCAD 世界，請嘗試使用 OpenSCAD Workbench；還有許多社區(qū)開發(fā)的外部工作臺(tái)可用。
你可以隨時(shí)切換Workbench，并且根據(jù)需要自定義workbench。

使用PartDesign和Sketcher Workbench

PartDesign Workbench用于構(gòu)造復(fù)雜的模型。它通常是從簡單的形狀開始，通過不斷的添加或者刪除一些部分（稱為“feature”，特性），直到得到你滿意的物件為止。你在建模過程中所應(yīng)用的所有feature都會(huì)被存儲(chǔ)在一個(gè)單獨(dú)的tree view中。當(dāng)然tree view還包含了其他的一些對象。你可以將 PartDesign 對象視為一系列操作，每個(gè)操作都應(yīng)用于前一個(gè)操作的結(jié)果，形成一個(gè)大鏈。 在樹視圖中，您會(huì)看到最終對象，但您可以展開它并檢索所有先前的狀態(tài)，并更改它們的任何參數(shù)，這會(huì)自動(dòng)更新最終對象。
PartDesign 工作臺(tái)大量使用另一個(gè)工作臺(tái)，即 Sketcher 工作臺(tái)。 草繪器允許您繪制 2D 形狀，這些形狀是通過對 2D 形狀應(yīng)用約束來定義的。 例如，您可以繪制一個(gè)矩形并通過對其中一條邊應(yīng)用長度約束來設(shè)置邊的大小。 那么這條邊就不能再調(diào)整大小了（除非約束被改變）。
使用草繪器制作的那些 2D 形狀在 PartDesign 工作臺(tái)中被大量使用，例如用于創(chuàng)建 3D 體積，或在對象的表面上繪制區(qū)域，然后從其主要體積中挖空。 這是典型的 PartDesign 工作流程：

創(chuàng)建新草圖

繪制一個(gè)封閉的形狀（確保所有點(diǎn)都已經(jīng)相連）

關(guān)閉草圖

使用填充工具將草圖擴(kuò)展為 3D 實(shí)體

選擇實(shí)體的一個(gè)面

創(chuàng)建第二個(gè)草圖（這次它將繪制在選定的面上）

畫一個(gè)封閉的形狀

關(guān)閉草圖

在第一個(gè)對象上從第二個(gè)草圖創(chuàng)建一個(gè)凹槽

你可以通過上述步驟得到一個(gè)類似下圖的模型：

你可以隨時(shí)更改草圖，或者更改填充工具和凹槽工具的參數(shù)，這些都將更新最終的模型。

使用Draft 和 Arch Workbench

Draft Workbench 和 Arch Workbench 的行為與上面的其他工作臺(tái)略有不同，盡管它們遵循相同的規(guī)則，這些規(guī)則對所有 FreeCAD 都是通用的。 簡而言之，雖然 Sketcher 和 PartDesign 主要用于設(shè)計(jì)單個(gè)部件，但 Draft 和 Arch 用于簡化處理多個(gè)更簡單對象時(shí)的工作。
Draft Workbench 為您提供的 2D 工具與您在 AutoCAD 等傳統(tǒng) 2D CAD 軟件中用到的工具有些相似。 然而，2D 繪圖不在 FreeCAD 的考慮范圍，所以不要指望在這里找到專用應(yīng)用程序提供的全套工具。 大多數(shù)草圖工具不僅適用于 2D 平面，而且適用于完整的 3D 空間，并受益于特殊的輔助系統(tǒng)，例如：工作平面和對象捕捉。
Arch Workbench 為 FreeCAD 添加了 BIM 工具，允許您使用參數(shù)化對象構(gòu)建建筑模型。 Arch 工作臺(tái)廣泛依賴于其他模塊，例如 Draft 和 Sketcher。 Arch 工作臺(tái)中也提供了所有的 Draft 工具，并且大多數(shù) Arch 工具都使用了 Draft 輔助系統(tǒng)。
使用Arch and Draft的典型工作流如下：

使用繪制線工具繪制幾條線

選擇每條線，然后按墻工具在每條線上建一堵墻

通過選擇墻壁并按下 Arch Add 工具來連接墻壁

創(chuàng)建一個(gè)地板對象，并從tree view中移動(dòng)墻壁

創(chuàng)建一個(gè)建筑對象，并從tree view中移動(dòng)您的地板

通過單擊窗口工具創(chuàng)建一個(gè)窗口，在其面板中選擇一個(gè)預(yù)設(shè)，然后單擊墻的表面

如有必要，首先通過設(shè)置工作平面來添加尺寸，然后使用草圖尺寸工具

你可以通過上述步驟得到一個(gè)類似下圖的模型：

更多信息請參考教程頁。（待翻譯）

插件、宏、外部workbench

Freecad 作為一個(gè)開源軟件，提供了用插件補(bǔ)充其Workbench的可能性。
Addon 是基于工作臺(tái)補(bǔ)充的開發(fā)。任何用戶都可以開發(fā)他認(rèn)為缺少的功能，以滿足自己或者社區(qū)的需要。通過論壇，用戶可以在論壇上請求意見、幫助。插件可以免費(fèi)分發(fā)。
有兩種類型的插件：

• 宏：提供新工具或功能的 Python 代碼片段。宏通常作為一種簡化或自動(dòng)化繪制或編輯特定對象的任務(wù)的方式開始。如果在一個(gè)目錄中收集了許多這些宏，則整個(gè)目錄可能會(huì)作為一個(gè)新的工作臺(tái)分發(fā)。
• 外部工作臺(tái)：用 Python 或 C++ 編程的工具集合，它們以一種重要的方式擴(kuò)展了 FreeCAD。如果工作臺(tái)得到充分開發(fā)并且文檔齊全，則它可以作為 FreeCAD 中的基礎(chǔ)工作臺(tái)之一包含在內(nèi)。在外部工作臺(tái)下，您將找到現(xiàn)有庫的原理和列表。

腳本編寫

最后，FreeCAD 最強(qiáng)大的功能之一是腳本環(huán)境。 從集成的 Python 控制臺(tái)（或任何其他外部 Python 腳本），您可以訪問 FreeCAD 的幾乎任何部分、創(chuàng)建或修改幾何、修改 3D 場景中這些對象的表示或訪問和修改 FreeCAD 界面。 Python 腳本也可用于宏，它提供了一種創(chuàng)建自定義命令的簡單方法。

What’s new

有關(guān)功能的詳細(xì)列表，請參閱發(fā)行說明。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的FreeCAD快速开始的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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