FreeCAD | Schritt für Schritt E-Book

M.Eng. Johannes Wild

• Herausgeber: 3DTech
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2022

Seitenzahl: 90

Beschreibung

Suchen Sie ein Handbuch, mit dem Sie die Grundlagen der CAD-Software FreeCAD lernen können? Dann sind Sie hier genau richtig. In diesem FreeCAD Einsteigerkurs zeigt Ihnen ein Ingenieur, wie 2D und 3D-Konstruktionen gelingen! Dieses Buch ist ideal für Anfänger geeignet, da es alle wichtigen Funktionen der Software sowohl in der Theorie als auch in der praktischen Anwendung Schritt für Schritt und im Detail erläutert.
FreeCAD ist – wie der Name schon vermuten lässt – komplett kostenlos!
Dieses Buch richtet sich an alle, die die CAD-Konstruktion von Grund auf und aus professioneller Hand von einem Ingenieur (M.Eng.) erlernen möchten. Anhand von ausführlichen theoretischen Informationen und tollen Praxisbeispielen werden wir uns gemeinsam und Schritt für Schritt, mit dem Erstellen von zweidimensionalen Skizzen und dreidimensionalen Objekten für den 3D-Druck oder für andere Anwendungen (Modellbau, Prototypen, Designelemente …) befassen.
Überzeugen Sie sich selbst, werfen Sie jetzt einen Blick ins Buch und holen Sie sich Ihr Exemplar als Ebook oder Taschenbuch nach Hause!
Mehr als 200 Abbildungen unterstützen die Erläuterungen des Buches und schaffen so einen anschaulichen und einfachen Einstieg in die Konstruktion, den Zusammenbau von Einzelteilen und die Erstellung von technischen Zeichnungen.
FreeCAD ist ein sehr umfangreiches Programm, das ohne Anleitung äußerst komplex wirken kann. Man kann mit FreeCAD nicht nur 3D-Objekte konstruieren, sondern auch Baugruppen erstellen, technische Zeichnungen ableiten und vieles mehr! All das werden wir uns gemeinsam und im Detail ansehen.
Dieses handliche Buch enthält alles, was Sie als Einsteiger wissen müssen, um die Software FreeCAD erfolgreich zu nutzen!
Die Vorteile dieses Buches auf einen Blick:
- Schritt für Schritt Grundlagen Erläuterungen zur Verwendung von FreeCAD unter Anleitung eines Ingenieurs (Master of Engineering).
- Praxisnahes Lernen anhand von tollen Beispielprojekten.
- Kursumfang: 2D-Skizzen erstellen, 3D-Objekte konstruieren, Einzelteile zu einer Baugruppe zusammenfügen und technische Zeichnungen ableiten.
- Ein einfacher, unkomplizierter & schneller Einstieg in FreeCAD.
- Leicht verständliche Erklärungen zum Thema. Ideal für Einsteiger und absolute Anfänger. Geeignet für alle Altersgruppen und Vorkenntnisse.
- Alles Wichtige schnell und einfach lernen. Kompakt und auf den Punkt gebracht auf ca. 160 Seiten.

Am besten jetzt einen Blick ins Buch werfen!
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Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1 Einführung in CAD und "FreeCAD"

1.1 Was ist CAD und was ist "FreeCAD"?

1.2 Grundlegendes zur CAD-Konstruktion

1.3 Vorgehensweise beim Herunterladen

1.4 Vorgehensweise bei der Installation

2 Erste Schritte mit "FreeCad"

2.1 "FreeCad" Grundeinstellungen

2.2 "FreeCad" Programmumgebung

2.2.1 Startseite

2.2.2 Arbeitsbereich

3 Die grundlegenden Arbeitsbereiche in "FreeCAD"

3.1 Allgemeine Informationen

3.2 Der Arbeitsbereich "Part Design" – Teil 1: Allgemeines

3.3 Der Arbeitsbereich "Sketcher": 2D-Skizze erstellen

3.3.1 Allgemeines und wichtige Einstellungen

3.3.2 Geometrische Elemente für die Erstellung einer 2D-Skizze

3.3.3 Modifizieren einer 2D-Skizze

3.3.4 Die Zwangsbedingungen ("constraints")

3.4 Der Arbeitsbereich "Part Design" – Teil 2: 3D-Modellierung

3.4.1 Additive Werkzeuge

3.4.2 Subtraktive Werkzeuge

3.4.3 Werkzeuge für das Spiegeln und die Mustererstellung

3.4.4 Werkzeuge für die erweiterte 3D-Modellierung

4 Konstruktionsprojekte

4.1 Erstes Projekt: Befestigungsbauteil

4.2 Zweites Projekt: Innensechskantschraube

4.3 Drittes Projekt: Becher mit Henkel

4.4 Viertes Projekt: Schraubendreher

5 Weitere Arbeitsbereiche in "FreeCAD"

5.1 Der Arbeitsbereich "Assembly (A2 Plus)"

5.1.1 Die Zwangsbedingung "centerOfMass"

5.1.2 Die Zwangsbedingung "pointIdentity"

5.1.3 Die Zwangsbedingung "circularEdge"

5.1.4 Die Zwangsbedingung "pointOnLine"

5.1.5 Die Zwangsbedingung "angledPlanes"

5.2 Der Arbeitsbereich "TechDraw"

6 Schlusswort

Impressum des Autors / Herausgebers

Rechtliche Angaben

© 2023

Autor und Herausgeber: M.Eng. Johannes Wild

A94689H39927F

E-Mail: [email protected]

Das vollständige Impressum des Buches ist auf den letzten Seiten zu finden!

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt

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Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen wurden nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt und sorgfältig geprüft. Der Verlag sowie der Autor übernehmen jedoch keine Gewähr für die Aktualität, Korrektheit, Vollständigkeit und Qualität der bereitgestellten Informationen. Dieses Buch dient nur zu Bildungszwecken und stellt keine Handlungsempfehlung dar. Die Benutzung dieses Buches und die Umsetzung der darin enthaltenen Informationen erfolgt ausdrücklich auf eigenes Risiko. Insbesondere wird keine Garantie oder Haftung für Schäden materieller oder immaterieller Art seitens des Autors und Herausgebers für die Benutzung oder Nichtbenutzung von Informationen dieses Buches gegeben. Dieses Buch erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Fehlerfreiheit. Rechts- und Schadenersatzansprüche sind ausgeschlossen. Für die Inhalte von den in diesem Buch abgedruckten Internetseiten sind ausschließlich die Betreiber der jeweiligen Internetseiten verantwortlich. Der Verlag und der Autor haben keinen Einfluss auf Gestaltung und Inhalte fremder Internetseiten. Verlag und Autor distanzieren sich daher von allen fremden Inhalten. Zum Zeitpunkt der Verwendung waren keinerlei illegalen Inhalte auf den Webseiten vorhanden. Die in diesem Buch zitierten Marken und Gebrauchsnamen bleiben im alleinigen Besitz des jeweiligen Urhebers bzw. Rechteinhabers.

Vorwort

Herzlichen Dank, dass Sie sich für dieses Buch entschieden haben!

Interessieren Sie sich für die Konstruktion von dreidimensionalen Objekten mithilfe der kostenlosen CAD-Software "FreeCAD"?

Dann sind Sie hier genau richtig! Ich bin Ingenieur und möchte Ihnen auf einfache und gut verständliche Art und Weise die Konstruktion von 3D-Objekten beibringen. Dazu nutzen wir in diesem Kurs die semiprofessionelle CAD-Software "FreeCAD", die Sie sich KOSTENLOS downloaden können! In diesem Kurs lernen Sie alles, was Sie wissen müssen, um dreidimensionale Bauteile zu erstellen, um diese virtuell zusammenzubauen und um technische Zeichnungen davon abzuleiten.

Hier der Link zum Download der Software:

https://www.freecadweb.org

Wie der Installationsprozess abläuft, werden wir uns gleich noch im Detail ansehen.

Dieser umfangreiche und detaillierte Kurs richtet sich speziell an Anfänger und zeigt Ihnen von Grund auf, wie man die Software bedient und wie CAD-Konstruktionen gelingen. Sie benötigen keinerlei Vorkenntnisse für dieses Buch, da Ihnen alles Schritt für Schritt und im Detail erklärt wird. Neben vielen theoretischen Erläuterungen zur Nutzung der Software lernen Sie in diesem Kurs auch anhand von großartigen Konstruktionsprojekten!

In diesem Kurs lernen Sie also alles, was Sie als Einsteiger über "FreeCAD" wissen müssen! Starten Sie am besten noch heute mit diesem Buch in die faszinierende Welt der CAD-Konstruktion mit "FreeCAD"! Los geht es!

1 Einführung in CAD und "FreeCAD"

1.1 Was ist CAD und was ist "FreeCAD"?

Hallo und herzlich willkommen zum "FreeCAD" Kurs für Einsteiger!

Vielen Dank, dass Sie sich für diesen Kurs entschieden haben!

Was ist CAD?

Wie Sie eventuell bereits wissen, steht die Abkürzung CAD für "Computer Aided Design". CAD-Software wird genutzt, um dreidimensionale Objekte zu erstellen oder zu bearbeiten. Beginnend mit einfachen Einzelteilen über komplexe Teile bis zu ganzen Baugruppen, die virtuell zusammengebaut werden können. In diesem Kurs, der sich speziell an Anfänger richtet, werden Sie lernen, wie die Umgebung eines CAD-Programms aufgebaut ist und wie Sie die einzelnen Features optimal nutzen, um dreidimensionale Objekte zu erschaffen. Jedes Konstruktionsprojekt können Sie Schritt für Schritt und eins zu eins nachkonstruieren, um auf diese Weise einen einfachen Einstieg in die Konstruktion zu erhalten und mit jedem Projekt vertrauter mit den vielfältigen Funktionen eines CAD-Programms zu werden.

Kurz zusammengefasst werden Sie in diesem Kurs Folgendes im Detail lernen können:

Die Programmumgebung von "

FreeCAD" schnell und sicher bedienen zu können,

Alle wichtigen Funktionen sicher zu beherrschen,

Die Grundlagen der CAD-Konstruktion und die verschiedenen Arbeitsweisen zu verstehen,

Die 2D-Skizzen und 3D Objekterstellung,

Einzelteile und Baugruppen zu erstellen,

Einzelteile in Baugruppen virtuell zusammenzubauen,

Technische Zeichnungen in "FreeCAD" zu erstellen.

Bleiben Sie am besten in der Reihenfolge, die der Kurs vorgibt, da die Lektionen aufeinander aufbauen. Falls Sie in den einzelnen Kapiteln, Funktionen oder Befehle nicht gleich auf Anhieb verstehen oder die Erklärung für eine Funktion vermissen, bleiben Sie einfach dran. Der Kurs ist so aufgebaut, dass alle wichtigen und grundlegenden Funktionen ausreichend erklärt werden.

Was ist "FreeCAD"?

"FreeCAD" ist eine Open-Source 3D-CAD-Software, welche speziell für den Maschinenbau und das Produktdesign gedacht ist, aber auch im Bereich der Architektur oder anderen technischen Bereichen eingesetzt werden kann. Dieses Programm bietet eine übersichtliche und einfache Benutzeroberfläche und ist zudem kostenlos erhältlich! Der Aufbau der Konstruktionsfeatures ähnelt dabei stark den professionellen und sehr teuren CAD-Programmen, die man als Ingenieur oder Techniker im Berufsalltag nutzt. Professionelle CAD-Programmlizenzen wie "SolidWorks", "Catia", "SolidEdge" oder "AutoCAD" und "Inventor" kosten aber ein bis mehrere tausend Euro und lohnen sich deshalb meist nur für professionelle Anwender und Selbstständige.

"FreeCAD" wurde für das Design realer Dinge entwickelt und nutzt dafür die parametrische 3D-Modellierung. Bei der parametrischen Modellierung konstruiert man Objekte mit der Hilfe von Parametern. Das bedeutet, dass man für die Konstruktion eines rechteckigen 3D-Körpers z. B. die drei Parameter Länge, Breite und Höhe benötigt und den Körper mithilfe dieser drei Maße aufbaut. Auch die zuvor erwähnten professionellen CAD-Programme (z. B. "SolidWorks" oder "Autodesk Inventor") nutzen diese Art der Modellierung.

Der Vorteil davon ist, dass die einzelnen Parameter jederzeit variiert werden können, sodass auch nach der Fertigstellung des 3D-Objekts Anpassungen oder Änderungen an der Geometrie des Körpers einfach möglich sind.

Alle gängigen CAD-Programme funktionieren auf eine sehr identische Art und Weise, die wir uns im Folgenden kurz ansehen werden.

1.2 Grundlegendes zur CAD-Konstruktion

In der CAD-Konstruktion unterscheidet man einen zweidimensionalen und einen dreidimensionalen Bereich. Im zweidimensionalen Bereich erstellt man 2D-Skizzen, die man im Anschluss mithilfe von Befehlen in 3D-Objekte verwandeln kann.

Um ein 3D-Modell zu erstellen, muss also zuerst eine 2D-Skizze des gewünschten Objekts angefertigt werden. Dies erfolgt mit simplen geometrischen Elementen, wie: Linie, Kreis, Rechteck und Polygon. Vorstellen kann man sich die Anfertigung einer 2D-Skizze, wie das Zeichnen in dem Programm "Microsoft Paint". Diese 2D-Skizze wird auf einer Ebene des dreidimensionalen Raums angefertigt und anschließend mithilfe eines Befehls (z. B. Extrusionsbefehl) in ein dreidimensionales Objekt verwandelt.

Stellen Sie sich z. B. vor, dass Sie einen Blick auf die Oberseite eines einfachen dreidimensionalen Objekts werfen. Was sehen Sie z. B. bei einem Zylinder, wenn Sie von oben, in einem perfekten rechten Winkel zur Deckfläche des Körpers, auf den Zylinder blicken? Richtig, einen zweidimensionalen Kreis, sonst nichts. Und genau aus dieser 2D-Form wird der 3D-Zylinder im CAD-Programm auch erstellt. Genau diese Kreisgeometrie müssen wir im ersten Schritt zeichnen. Die dreidimensionale Form wird dann durch weitere Befehlsschritte erlangt.

Und diese Vorgehensweise gilt nicht nur für einen Zylinder, sondern auch für viele andere 3D-Objekte. Einen Quader kann man z. B. erschaffen, indem man ein Rechteck in einer Skizze auf eine 2D-Ebene des Raums zeichnet. Und mithilfe von Maßangaben kann man die Form des Objekts festlegen. Für das zweidimensionale Rechteck benötigt man eine Länge "a" und eine Breite "b" und für das endgültige 3D-Objekt benötigt man zusätzlich noch eine Höhe "h". Beim Zylinder würde man hingegen einen Durchmesser oder einen Radius für die Kreisfläche, sowie eine Höhe für den Zylinder definieren. Für diesen Körper würden also bereits zwei Maßangaben genügen.

Wie man solche einfachen – und später auch kompliziertere - 3D-Objekte mit "FreeCAD" konstruiert, können Sie im weiteren Verlauf im Detail und Schritt für Schritt erlernen.

Bei der Herangehensweise an die einzelnen Konstruktionen gibt es übrigens verschiedene Methoden, die je nach Konstrukteur und 3D-Objekt sehr unterschiedlich ausfallen und letztlich doch alle zum Ziel führen können. Es gibt also nicht nur den einen Weg und Sie können gerne mitdenken, auf welche andere Art und Weise, die einzelnen Objekte noch konstruiert werden könnten. Manchmal führt eine andere Herangehensweise einfacher oder schneller zum Ziel, manchmal ist auch das Gegenteil der Fall.

Noch ein Tipp zur Nutzung des Kurses: Am besten und effektivsten lernen Sie den Umgang mit der CAD-Software, wenn Sie sich die einzelnen Konstruktionsschritte zuerst aufmerksam ansehen, das Buch dann nach 3-4 Schritten kurz zur Seite legen und im Anschluss versuchen, die dargestellten Schritte selbstständig und ohne weitere Hilfe nachzumachen. Nutzen Sie diese Vorgehensweise am besten im ganzen Verlauf dieses Buches.

In den nächsten Abschnitten erfahren Sie zuerst mehr über die Installation und die Programmoberfläche der Software "FreeCAD". Nachdem wir ein paar allgemeine Einstellungen getätigt haben, beschäftigen wir uns anschließend im Detail mit der Erstellung einer 2D-Skizze, sowie der anschließenden Überführung der Skizze in ein 3D-Objekt.

Lassen Sie uns mit der Installation des Programms beginnen!

1.3 Vorgehensweise beim Herunterladen

"FreeCAD" kann kostenlos heruntergeladen werden. Die Vorgehensweise ist sehr einfach und wird im Folgenden Schritt für Schritt beschrieben:

Schritt 1: Öffnen Sie Ihren Internet-Browser und gehen Sie auf die offizielle Website https://www.freecadweb.org oder suchen Sie in einer Suchmaschine Ihrer Wahl nach dem Begriff "FreeCAD".

Schritt 2: Klicken Sie auf die Option "Download now"

Schritt 3: Auf der nächsten Seite müssen Sie die gewünschte Plattform auswählen, z. B. Windows 64-Bit. Nach einem Klick auf den entsprechenden Button wird der Download automatisch gestartet.

1.4 Vorgehensweise bei der Installation

Im Folgenden wird der Installationsprozess für einen Windows-PC beschrieben.

Schritt 1: Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die heruntergeladene Setup-Datei und führen Sie diese als Administrator aus "Run as administrator".

Schritt 2: Folgen Sie den Anweisungen der Software zur Installation.

Schritt 3: