Ejercicios de FreeCAD

Ejercicios de FreeCAD

En esta entrada se desarrollan en FreeCAD los ejercicios de referencia presentados para Autocad en una entrada anterior:

Ejercicios de referencia en Autocad

Vídeo de Instalación:

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=BtYFkOI_ydg]

 

Antes de empezar a trabajar con FreeCad tenemos que tener en cuenta que la forma de dibujar con esta herramienta es totalmente diferente de lo que tenemos en la cabeza las personas acostumbradas a Autocad.

La primera impresión al abrir FreeCAD no es la que esperas. No parece fácil empezar, no hay un lugar donde empezar a probar a meter comandos por escrito ni vemos un menú con las opciones típicas para dibujar. Nos vemos obligados a “navegar” por los menús en busca de las herramientas necesarias.

FreeCAD-Screenshot-0-1

 

En el menú “ver” esperaba encontrar las típicas opciones para mostrar barras de herramientas, pero en su lugar hay algo bien distinto:

FreeCAD-Screenshot-0-2

 

El menú desplegable contiene los llamados “Bancos de Trabajo” que están diseñados para cada tipo de dibujo que se desee realizar. Al seleccionar uno de ellos observamos como aparece un paquete de barras de herramientas en el menú superior y en cada caso las barras de herramientas con diferentes. Elegiremos en primer lugar el banco de trabajo “Complete”.

 

Al seleccionar un banco de trabajo, por ejemplo Draft, podemos configurar las preferencias de visualización del dibujo, de la rejilla, colores de línea, etc, a través del menú preferencias que se encuentra dentro el menú edición. Otro menú importante a destacar es el menú de importación/exportación que nos permite seleccionar las preferencias para importar o exportar un archivo .dxf.

 

FreeCAD-Screenshot-0-3Menú de ajuste visual FreeCAD-Screenshot-0-4Menú importación

 

Ejercicio 1 y 2. WorkBench Sketcher

Al enfrentarnos a la primera Práctica de la forma en la que lo haríamos en Autocad, punto a punto introduciendo las coordenadas del siguiente punto mediante coordenadas simples, polares o haciendo referencia a otras coordenadas, nos damos cuenta de que Freecad no está pensado para dibujar de esta manera.

Podemos llegar a realizar un dibujo como el de este ejercicio usando el comando línea, pero al llegar a una línea inclinada, vemos que solo podemos introducir el siguiente punto, no está contemplado el uso de coordenadas polares para realizar un dibujo de cero. Podemos conseguir el mismo efecto, dibujando una línea de la longitud necesaria y rotándola posteriormente seleccionando el punto base y el ángulo de rotación.

 

En este programa se dibuja de otra manera. Cuenta con un banco de trabajo llamado Sketcher, cuya filosofía se basa en dibujar a mano alzada un borrador y luego transformarlo de forma muy rápida y fácil en el dibujo final con las medidas finales a base de una serie de restricciones.

Al seleccionar este banco de trabajo observamos una barra de tareas como esta:

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Creamos un nuevo Sketch. Seleccionamos el icono y hacemos el dibujo a mano alzada
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Crear una restricción de coincidencia en el elemento seleccionado

Fijar un punto sobre un objeto

Crear una restricción vertical en el elemento seleccionado

Crear una restricción horizontal en el elemento seleccionado

Crear una restricción entre dos líneas paralelas

Crear una restricción perpendicular entre dos líneas

Crear una restricción tangencial entre dos entidades

Crear una restricción de igualdad entre dos líneas o entre dos círculos o arcos.

Crear una restricción de simetría entre dos puntos

Crear una restricción de bloqueo en el elemento seleccionado

Fijar la distancia horizontal entre dos puntos o extremos de una línea

Fijar la distancia vertical entre dos puntos o extremos de una línea

Fijar la longitud de una línea o la distancia entre una línea y un vértice.

Fijar el radio de un círculo o arco.

Fijar el ángulo de una línea o el ángulo entre dos líneas

Seleccionamos la opción “Crear nuevo Sketch” hacemos el dibujo a mano alzada y a continuación establecemos las restricciones en cuanto a longitud de las líneas, ángulos entre ellas y tangencias y radio para los círculos.FreeCAD-Screenshot-1-3FreeCAD-Screenshot-1-4FreeCAD-Screenshot-1-5FreeCAD-Screenshot-1-6
 FreeCAD-Screenshot-1-10  FreeCAD-Screenshot-1-11

 

FreeCAD-Screenshot-1-7 FreeCAD-Screenshot-1-8

Hay que tener en cuenta que el menú Sketch no es para trabajar con “Referencia a objetos” o metiendo las medidas a mano, está diseñado para que detecte algunas de las restricciones de forma manual, como por ejemplo si intentamos dibujar una línea sobre el eje x, el programa pintara el eje de amarillo cuando nos situemos sobre el con el ratón, de manera que aparecerán dos restricciones automáticas, una de “Fijación de un punto sobre un objeto” y otra de “Restricción Horizontal” de esta manera, esta línea no se moverá al intentar aplicar nuevas restricciones.

A una persona acostumbrada a utilizar programas tipo Autocad, el empezar a hacer dibujos sin intentar introducir medidas puede resultarle complicado, es más la ausencia de estas “ayudas al dibujo” del menú Sketcher puede generar trabajo extra. Por ejemplo, a la hora de generar un polígono regular como detallamos en el siguiente ejercicio.

Vídeo:

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=NiEPZJMRRpE]

Ejercicio 3. Polígonos regulares

 

La opción polígono regular se encuentra en el menú del Banco de trabajo “Draft”, permite dibujar cualquier polígono regular introduciendo el número de lados deseado.

El Workbench “Draft” está diseñado para realizar dibujos en 2D, pero no con tantas opciones como nos encontrábamos en otros programas a la hora de elegir la forma en la que queremos introducir los datos. Concretamente, en el ejemplo del polígono regular, solo podemos dibujar un pentágono si sabemos el radio del círculo inscrito o circunscrito, no hay una forma automática de crear un pentágono dado el lado.

Por tanto, si lo que tenemos es el lado del pentágono nos vemos obligados a utilizar el Workbench “Sketcher” ya que permite establecer una restricción en cuanto a la medida de un lado.

 

FreeCAD-Screenshot-3-1Herramienta Polígono Regular FreeCAD-Screenshot-3-2Herramienta Sketcher En el dibujo de la izquierda vemos un polígono regular creado con Draft. Y en el de la derecha se ha dibujado un polígono a mano alzada y se le ha aplicado la restricción de igualdad de los lados, medida de uno de los lados y dos ángulos.

 

Draft cuenta con una herramienta para convertir los objetos a tipo Sketch, de esta forma podemos dibujarlos en Draft y exportarlos después. En cualquier caso, FreeCAD está en continuo desarrollo y posiblemente en el futuro incluya al menos las mismas ayudas que aparecen en el Workbench Draft.

Ejercicio 4, 5 y 6 . Arcos, Matrices, recortes, chaflán,etc.

Para realizar dibujos en dos dimensiones utilizamos el Banco de trabajo Draft que cuenta con dos barras de herramientas especiales de creación y de modificación de entidades 2D.

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Crea una línea de dos puntos.

Crea un DraftWire de puntos múltiples.

Crea una circunferencia.

Crea un arco.

Crea una elipse.

Crea un polígono regular.

Crea un rectángulo dado por dos puntos.

Crea una anotación

Crea una cota.

Crea una polilínea.

Crea un objeto punto.

Crea cadena de texto con forma.

Crea un conector.

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Mueve el objeto seleccionado.

Gira los objetos seleccionados.

Crea un objeto equidistante objeto al activo.

Recorta o extiende el objeto seleccionado

Junta los objetos cerrados y los convierte en caras.

Descompone en objetos simples.

Escala los objetos seleccionados.

Poner los objetos en una hoja de dibujo.

Edita el objeto activo.

Conversión entre alambre y Bspline.

Agrega un punto a un alambre o BSpline existente.

Quita un punto a un alambre o BSpline existente.

Crea vistas de formas 2D de los objetos selecciona.

Convierte objetos de Sketch a Draft y viceversa.

Crea un array polar o rectangular.

Crea copias de un objeto a lo largo de un camino.

Clona objetos.
La barra de herramientas de creación tiene limitaciones en cuanto a las opciones posibles a la hora de introducir los datos para generar un objeto. Por ejemplo, en el caso de la circunferencia solo es posible crearla a partir del centro y el radio, no podremos generar una circunferencia tangente a dos líneas de forma automática (en cambio con el menú sketch si se puede conseguir como se mostraba en el ejercicio 1).

Para dibujar un arco solo podemos introducir centro, radio y ángulo contenido, no contamos con las numerosas opciones que ofrecen otros programas de este tipo.

Tiene lo necesario para crear un dibujo en 2D añadirle texto, acotarlo, alargar y acortar, pero Freecad está más orientado a las tres dimensiones. Quizá por eso este workbench no cuenta con herramienta chaflán, pero en cambio si que existe entre las opciones del workbench Part que es el que se usa para dibujar en 3D. Adjuntamos un ejemplo de la herramienta chaflán en el Workbench Part.

FreeCAD-Screenshot-4-3^Chaflán – Selección de aristas y radio. FreeCAD-Screenshot-4-4 ^Chaflán – Aplicando chaflán a dos aristas de un cubo.

 

A continuación se muestra un ejemplo de construcción de arrays, polar y rectangular.

 

FreeCAD-Screenshot-4-5^Array rectangular FreeCAD-Screenshot-4-6^Array polar

 

Ejercicio 7. Sombreado

 

Se puede sombrear un objeto seleccionando la opción “Pattern” del menú de opciones del propio objeto, para que se muestre el sombreado es necesario seleccionar con botón derecho la opción “Apariencia” y en el modo de visualización “Flat Lines”. Disponemos de 5 patrones de sombreado que son los que aparecen en el dibujo cuya densidad puede seleccionarse desde el mismo menú modificando el valor “Pattern Size”.

 FreeCAD-Screenshot-7-1 FreeCAD-Screenshot-7-2 FreeCAD-Screenshot-7-3

 

Ejercicio 8. Capas

 

La forma de organizar los dibujos para FreeCad no son capas sino grupos. Se pueden crear nuevos grupos para organizar el dibujo a nuestro gusto y desactivar o activar el grupo o el objeto que queremos ver en cada momento. Podemos seleccionar y modificar cualquier objeto seleccionándolo directamente de la barra de menú que aparece a la izquierda en el que los objetos se organizan forma de árbol.

FreeCad organiza los nuevos objetos creados dentro de ese árbol, de manera que al crear una pieza en tres dimensiones por ejemplo, cada nuevo corte no modifica la pieza original, sino que crea una nueva superpuesta a la anterior. De esta manera continúan guardadas TODAS las piezas generadas en el proceso y luego podrán desactivarse una o la otra según la necesidad e incluso volver a una fase anterior de la pieza creada si nos hemos equivocado. No hay que copiar y pegar infinitas versiones de la pieza en un espacio de trabajo muy grande, se puede tener la pieza en la coordenada (0,0,0) y no moverla de ahí. Esto simplifica mucho el trabajo.

 

FreeCAD-Screenshot-8-1 FreeCAD-Screenshot-8-2

 

A continuación podremos ver la forma en la que se crean las distintas “versiones” de la pieza en 3D dentro del árbol.

Ejercicio 9. Acotación

 

Las posibilidades que ofrece la opción de acotación se quedan escasas, un solo botón con un solo tipo de cota es todo lo que tenemos. No cuenta con cotas específicas para ángulos ni para radio o diámetro. Para alinear las cotas hay que dibujar una línea. Se puede modificar el texto de todas las cotas de forma individual mediante el menú de cota que aparece a la izquierda del dibujo. Y se puede modificar las preferencias de las cotas en el menú preferencias (para no tener que estar modificando la altura del texto por ejemplo en cada cota que dibujemos). Las opciones de texto que se modifican en el menú preferencias aplican al texto y a las cotas por igual.

 

FreeCAD-Screenshot-9-1^Menú preferencias FreeCAD-Screenshot-9-2^Menú modificación de cota seleccionada.

Ejercicio 10. Modelado tridimensional

 

Freecad contiene en su WorkBench “Part” una serie de formas básicas en 3 dimensiones, cilindro, cubo, cono ect, cuyas características en cuanto a medidas y posición se pueden modificar en cualquier momento editando con doble clic las propiedades que aparecen en el menú al seleccionar la pieza. Para crear un sólido con una forma irregular lo más fácil es crearlo a partir de un sketch.

A continuación creamos mediante Sketcher la planta de una pieza que vamos a pasar a 3D.

FreeCAD-Screenshot-10-1Sketch de la planta de la pieza con restricciones.
Ahora vamos a extruir la pieza para convertirla en un sólido:
FreeCAD-Screenshot-10-2 Es necesario crear un sketch diferente por cada parte de la pieza.En este caso hemos incluido la silueta de los taladros y al extruir no hemos conseguido un sólido sino paredes con la forma de las siluetas del sketch.Borramos todas las figuras menos el exterior de la base. Tendríamos que generar Sketchs independientes para cada una de las figuras de la pieza.
FreeCAD-Screenshot-10-3^Base extruida como sólido  En este caso emplearemos la herramienta “Cilindro” del catálogo de piezas básicas para ir uniéndolas o restándolas hasta obtener la pieza final.
FreeCAD-Screenshot-10-4^Unión de piezas. FreeCAD-Screenshot-10-5^Diferencia de piezas.

Para realizar cortes o secciones seguimos la misma metodología que para realizar la pieza. Situamos la pieza básica del catálogo que mejor se ajuste al corte que queremos realizar, la situamos en el lugar del corte y ejecutamos la opción “Diferencia” del workbench “Part”.

FreeCAD-Screenshot-10-6 FreeCAD-Screenshot-10-7

Vídeos:

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=5rpvC7jhZBA]

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=SBjYXbM9iOM]

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=SMxNXUS0X6M]

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=LzCvgsT932g]

 

Ejercicio 11. Texto

 

 FreeCAD-Screenshot-11-1 Podemos insertar texto mediante el botón texto que aparece en la barra de tareas de creación de objetos del banco de trabajo “Draft”.Se insertará en el árbol de objetos como un objeto mas, y podra modificarse el contenido o la posición en cualquier momento.

 

Ejercicio 12. Salida de dibujos en trazador e impresora

 

Dentro del WorkBench “Completo” encontramos la barra de tareas que aparece a continuación. Son solo cuatro iconos que nos permiten utilizar una plantilla de dibujo con un cajetín prediseñado y posteriormente introducir vistas de nuestra pieza fácilmente.

 

FreeCAD-Screenshot-12-1

Abre una imagen vectorial escalable. (Una plantilla SVG personalizada q hayamos creado anteriormente)

Abre la plantilla por defecto que ya contiene Freecad.

Insertar una nueva vista de la pieza en el dibujo activo.

Exportar una página a un archivo SVG. (Para crear la plantilla)

 

A continuación vamos a crear un dibujo para imprimir utilizando la plantilla que FreeCad trae por defecto.

Al seleccionar el botón para abrir la plantilla por defecto, nos aparece automáticamente en el árbol de objetos un nuevo grupo llamado page. Al pulsar sobre este nuevo grupo, se nos abre una nueva pestaña al lado de la del dibujo llamada Visor de dibujos, en la que podemos ver el diseño de la página final a imprimir.

 

 FreeCAD-Screenshot-12-2 Seleccionamos el corte que queremos mostrar, en este caso aparece en el árbol como “Cut004” y seleccionamos el botón de “Insertar una nueva vista”. Aparecerá una vista en planta del objeto que queremos mostrar en la esquina superior izquierda del cajetín del visor de dibujos como aparece en la imagen.
FreeCAD-Screenshot-12-3 Si desplegamos el grupo “Page” podremos observar que ha aparecido un nuevo objeto llamado “View” este objeto es la vista que acabamos de introducir. Seleccionando este objeto del menú en la pestaña “Datos” podemos modificar todos los parámetros en cuanto a posición en el dibujo, escala y vista.
FreeCAD-Screenshot-12-4 Seleccionando el grupo “Page” podemos modificar los atributos de la plantilla.Aparece el campo “Editable” en el que podemos introducir nuestros datos para que aparezcan automáticamente en la posición adecuada del cajetín.
Necesitaremos presionar el botón “Recalculo del documento” para que aparezcan los datos en el cajetín.
 FreeCAD-Screenshot-12-5 Seleccionando el boton imprimir del menú Archivo, podemos seleccionar las propiedades de la hoja y sacar una imagen impresa de nuestro dibujo.

 

Vídeo:

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=tG5sGRZTQSA]

 

 

Ejercicio Final. Formato de intercambio de archivos: dxf

 

 FreeCAD-Screenshot-13-1 FreeCAD-Screenshot-13-2

Con la opción importar del menú archivo, podemos importar un archivo en formato dxf. En el ejemplo se ha utilizado un dxf creado con Autocad. Como vemos en el árbol de objetos que aparece en el dibujo tras la importación, todos los objetos independientes que aparecían en el dibujo de autocad aparecen listados bajo un grupo cuyo nombre coincide con el nombre de la capa en la que estaban. Sin embargo las Cotas no se han importado.

Vídeo:

 

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=PBP170V3els]
Descripción FreeCAD

Descripción FreeCAD

Es un modelador 3D de código completamente abierto que cuenta con interfaz increíblemente similar a AutoCad y la gran ventaja es estar destinado directamente a la ingeniería, especialmente a la Ingeniería Mecánica e Industrial, por lo que cuenta con una gran variedad de herramientas para el diseño de elementos mecánicos. Además hace uso de todas las grandes bibliotecas de código abierto que existen en la red, entre ellas OpenCascade, Coin3d, Qt y Phyton.

Tiene una arquitectura de software modular que permite proporcionar una funcionalidad adicional sin modificar el núcleo del sistema, por lo que es sumamente adaptable. Esta construido para ser totalmente controlado por scripts python, y como resultado es probablemente una de las aplicaciones de ingeniería mas personalizables disponibles.

Es totalmente multiplataforma y actualmente puede ejecutarse sin problemas en Windows, Linux, Unix y Mac OS X sin perder funcionalidad en ninguna de las plataformas.

Enlaces:

Ejercicios prácticos

Página oficial del proyecto

Descarga de la herramienta

Otros recursos:

Manual de FreeCAD