FreeCAD使い方、初心者向けに分かり易く解説、インストール、基本操作など

CAD
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はじめに

 本格的な3DCAD汎用ソフトウエアであるFreeCADについて紹介します

 この記事を読むと次の疑問について分かるようになります。

  • FreeCADとは?
  • FreeCADのダウンロード、インストール
  • FreeCADアプリの使い方
    • 最初の起動とファイルの新規作成でPart Designを選択
    • 基本操作
      • マウス操作
      • CADナビゲーション
      • ショートカット
    • 画面構成
    • 簡単な立体模型の作成
と言うことで、FreeCADについて、もう少し深堀して紹介しようと思います。
 
 なお、OS、機種などで説明の仕方が変わってくることがありますので、私の使用しているパソコン環境について載せておきます。
 

パソコンOS : Windows10 Pro
Windowsバージョン : 21H1

FreeCADとは?

 ドイツのコンピューターサイエンスであるJuergen Riegelが創始者であり、その後、Werner MayerとYorik van Havreが加わり開発されたのがFreeCADです。

 FreeCADは、オープンソースで無料の3DCADソフトウェアであり、多くのユーザーがおり、YouTubeなどでも使い方の映像が多くあります。

 FreeCADは、Windows、Mac、Linuxなど異なるOSで利用できるクロスプラットフォームなソフトウエアで、主に機械工学やプロダクトデザインで利用されますが、建築系など工学系全般に利用が可能で、まだまだこれから発展していくアプリであるといえます。

 初版が 2002年10月29日にリリースされ、現在(2021年9月23日)ではバージョンが-0.19.2(Windows版)になっており、現時点でも開発途中でアルファ版やベータ版の段階にあると言ってよいでしょう。

 このアプリの特徴を次に載せておきます。

  1. 多種多様なワークベンチがあり、それらワークベンチを利用することにより専門性の高いCADを作成可能
  2. モジュール化が徹底されており、高度な拡張ならびにカスタマイズが可能
  3. Windows、Mac、Linuxなど異なるOSで利用できるクロスプラットフォームな3DCAD汎用ソフト
  4. オープンソースで開発頻度が多く、機能や操作性などが頻繁に改良
  5. 無料で利用が可能

FreeCADのダウンロード、インストール

 ここからはWindows版のFreeCADについて、話を進めていきます。

 先ず、FreeCADのダウンロードサイトに進み、利用しているプラットフォームを選択(ここでは、Windows)し、「64-Bit installer」をクリックします。

 すると、しばらくしてダウンロードフォルダーに「FreeCAD-0.19.2.7b5e18a-WIN-x64-installer1.exe」がダウンロードされます。

 ダウンロードしたファイル「FreeCAD-0.19.2.7b5e18a-WIN-x64-installer1.exe」をダブルクリックして起動すると、「この不明な発行元からのアプリがデバイスに変更を加えることを許可しますか?」と聞いてくるので、「はい」をクリックすると、「FreeCAD 0.19.2 セットアップウイザードへようこそ」と表示されるので、「次へ(N) >」をクリックします。

 「ライセンス契約書」画面が表示されますので、下までスクロールして契約書を見た後、「次へ(N) >」をクリックします。

 「ユーザーを選択」画面が表示されるので、「このコンピューターを使用しているすべての人用にインストールする」を選択後、「次へ(N) >」をクリックします。

 「インストール先を選んでください。」と表示されますので、そのまま変更せずに「次へ(N) >」をクリックします。

 「コンポーネントを選んでください。」と表示されますので、そのままの状態で「次へ(N) >」をクリックします。

 「スタートメニューホルダーを選んでください。」と表示されまづので、ショートカットを作成するかどうかを選択後、「インストール」をクリックします。

 インストールが進行し、終了すると「FreeCAD 0.19.2 セットアップウィザードが完了しました」と表示されますので、すぐに起動したい場合は「FteeCADを起動する」にチェックを入れ、「完了(F)」をクリックします。

 これで、パソコンにFreeCADがインストールされ、デスクトップ上に「FreeCAD」のアイコンが作成されているはずです。

 起動する際には、このFreeCADのアイコンをダブルクリックすれば起動できます。

FreeCADアプリの使い方

最初の起動とファイルの新規作成でPart Designを選択

 起動すると「start」ページが表示され、ドキュメント(新規作成、サンプル)、ヘルプ(各種マニュアル類)、アクティビティ(最近のコミット、フォーラム)をタブで切り替えられます。 

 ドキュメントタブで「新規作成」をクリックし、ワークベンチを「Part Design」に変更します。

基本操作

マウス操作

 基本的なマウス操作は、ステータスバーの右にある「マウスとCAD」にカーソルをのせると表示されます。


マウスの左クリック : オブジェクトの選択
拡大 : マウスの真ん中のホイールを奥に回す。
縮小 : マウスの真ん中のホイールを手前側に回す。
回転 : マウスの真ん中ンホールを押しながら左または右クリックしてドラッグ
パン(移動) : 真ん中のホイールを押しながらドラッグ

CADナビゲーション

 3Dビュー画面の右上にあるCADのナビゲーション(立方体にTOP、BOTTMなどが書かれており、さらに周り矢印、方向を示す▲が描かれている。)を面、矢印、方向をクリックすることによりその方向の面、回転、方向移動などが行えます。

ショートカット

 ここでは。FreeCADでの主要な操作のショートカットキーを表にまとめました。

ショートカットキー意味ショートカットキー意味
 Ctrl+N ファイルの新規作成 Ctrl+Z 元に戻す
 Ctrl+O ファイルを開く Ctrl+Y やり直し
 Ctrl+F4 ファイルを閉じる Ctrl+X 切り取り
 Ctrl+S ファイルの保存 Ctrl+C コピー
 Ctrl+I インポート Ctrl+V 貼り付け
 Ctrl+E エクスポート F5 更新
 Ctrl+P 印刷 Shift+B 矩形選択
 Alt+F4 アプリの終了 Shift+E ボックス要素選択
 Alt+F11 全画面表示Del 削除
 Space 表示切り替え Ctrl+Shift+P Pythonコンソールへ送信
 Esc ナビゲーション編集モードの切り替え Ctrl+F6 マクロの実行
 Ctrl++拡大 F6 マクロのデバッグ
Ctrl+ー縮小Shift+F6 デバッグの停止
 Ctrl+B ボックスズーム F10 ステップオーバー
Ctrl+Tab ウインドウを次へ F11 ステップイン
F1 ヘルプ F9 ブレークポイントの切り替え

画面構成

 FreeCADの画面は大きく分けると5つの部分に分けることができます。

① : メインメニューバー
 ファイル、編集、表示、ツール、マクロ、開いているワークベンチのメニュー、ウインドウ、ヘルプメニューがあり、それぞれをクリックするとさらに細かなメニューが表示されます。
 また、よく利用するものは、その下にアイコンがあり、そのアイコンをクリックすることにより実行が可能です。
② : コマンドツールバー
 ④の3Dビューウインドウに色々を作図していくコマンド類が表示されます。
 この部分には選んだワークベンチによりコマンドが変化します。
③ : コンボビュー
 ②で選んだコマンドツールに対して細かく設定できます。
④ : 3Dビューウインドウ
 ②のコマンドツールを選んで作図した図形が表示される部分
➄ : ステイタスバー
 選んだコマンドの内容、状態などが表示される部分

簡単な立体模型の作成

 正6角形を作成し、それを押し出して立体にし、中心に丸い穴を空けることをやってみます。

 ファイルを新規作成して、ワークベンチを「Part Design」とし、「Skecher」をクリックすると、XY平面、XZ平面、YZ平面が右の3Dビューウインドウに表示されます。

 右のコンボビューのタスクの画面で「XY_Plane(ベース平面)」を選択して、「OK」をクリックします。

 XY平面が表示されますので、上部の六角形のアイコンをクリックして、XY平面上の任意の位置に描きます。

 座標の原点と描いた六角形の中心を合わせるために、六角形の中心を選択(中心点が選択されると緑に変化)して、「錠米アイコン」をクリックします。

 六角形の中心の座標が表示されますので、x座標の数値の上でダブルクリックして長さの挿入ウインドウで長さを「0」、y座標の数値の上でダブルクリックして長さの挿入ウインドウで長さをを「0」に設定することにより、六角形の中心と座標の中心が合うようになります。

 コンボビューの閉じるをクリックすると、ワークベンチが「Part Design」に変化し、3Dビューウインドウに描いた六角形が表示されますので、上部メニューの「押し出し」アイコンをクリックします。

 「押し出し」アイコンをクリックすると、六角形が厚み(デフォルト:10mm)のある立体に変化しますので、パッドパラメーターの長さを20mmに「OK」をクリックします。

 穴をくりぬく面を選択(選択された面が緑に変化)して、「Skecher」クリックし、くり抜く面上に丸を描きます。

 くり抜く穴の中心と、六角形の中心面を合わせるために、円の中心を選択して、「錠米アイコン」拘束をクリックして、表示されるx座標の数値をダブルクリックして「0」、y座標の数値をダブルクリックして「0」に変更することにより中心を合致させることができます。

 コンボメニューの「閉じる」をクリックして、「Part Design」画面に戻り、「ホールを作成」アイコンをクリックすると径6mmの穴が開きますので、左のタスクの「ホールパラメータ」の直径30mmにし、「OK」をクリックします。

 いろいろな角度から見た作成した立体模型を下図に示します。

おわりに

 如何だったでしょうか?

 FreeCADとは?、FreeCADのダウンロード、インストール、FreeCADアプリの使い方、最初の起動とファイルの新規作成でPart Designを選択、基本操作、マウス操作、CADナビゲーション、ショートカット。画面構成、簡単な立体模型の作成などについて解説してきました。

 この記事があなたにとって少しでもお役に立つのであれば、これほど嬉しいことはありません。

以上です。

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