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» 2020年09月11日 10時00分 公開

無償3D CAD「FreeCAD」を使ってみよう(5):板金モデリングとネジ追加をFreeCADのプラグインでサクッと試してみた (1/5)

オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第5回では、標準搭載されていないプラグインのワークベンチの中から、板金の曲げを設計する「Sheet Metal」とネジなどを自動付加する「Fasteners」を取り上げる。

[小林由美,MONOist]

 これまで、FreeCADによる3Dモデリングや2D製図の基本的な操作について説明してきたが、以降は標準搭載されていないプラグインのワークベンチで、よりモデリングを便利にする機能を紹介していく。今回は、板金の曲げを設計する「Sheet Metal」と、ネジなどを自動付加する「Fasteners」を試してみた。

 なお、プラグインのワークベンチは、画面上のメニューバーの[ツール]−[Addon manager]から簡単に追加できる。

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板金部品を設計するのに便利な「Sheet Metal」

 通常の3Dモデリングでも、「押し出し」などを駆使すれば板金部品の形状を設計できる。ただし、その場合は曲げが施された最終形であって、部品図に起こし、展開図(ブランク図)を描くとなると、頭の中で曲げが解かれた形状を思い浮かべて作業する必要がある。また、そもそも板金部品の完成形状を描くにしても、板厚に応じた曲げ逃げを入れるなど、加工を考慮した作図が求められる。

 そこで、ミッドレンジ3D CADによく付属しているのが、展開図も完成形状も想定したモデリングが可能な「板金シートメタル)」の機能だ。本連載の主役であるFreeCADにも、プラグインのワークベンチ(Sheet Metal)として板金機能が存在する。今回使用したSheet Metalのバージョンは「V0.2.43」である(原稿執筆時点)。

「Sheet Metal」のワークベンチ 図1 「Sheet Metal」のワークベンチ

 なお、今回使用したSheet Metalのワークベンチを用いようとすると、ワークベンチエラーが出現する。一度ワークベンチを閉じてから選択し直すことでエラーは表示されなくなるが、次回FreeCADの起動時にまた表示されてしまう……。

ベースとなるスケッチを描く

 フィーチャーやスケッチなどの要素が存在しないと、Sheet Metalのアイコンはどれもアクティブにならない(グレー表示のまま)。そのため、Sheet Metalの機能を使用する前に、スケッチでベースとなる形状を描いておく必要がある。ということで、まずは「Sketcher」ワークベンチに切り替えて、XY平面にスケッチをする。

「Sketcher」ワークベンチで四角いスケッチを作成 図2 「Sketcher」ワークベンチで四角いスケッチを作成 [クリックで拡大]

 スケッチが完了したら、再びSheet Metalワークベンチに戻る。

再び「Sheet Metal」ワークベンチに戻る 図3 再び「Sheet Metal」ワークベンチに戻る [クリックで拡大]

スケッチから板金を作成する

 先ほど作成した四角いスケッチをフィーチャーツリーの中で選択すると、「Create a sheetmetal wall from a sketch(スケッチから板金を作成する)」がアクティブになる。これをクリックすると、いきなり平板が作図され、フィーチャーツリーの中に「BaseBend」が現れた。しかし、板厚などはどうやって設定するのだろうか?

フィーチャーツリーの中に「BaseBend」が作成された 図4 フィーチャーツリーの中に「BaseBend」が作成された [クリックで拡大]

 板厚については、BaseBendをクリックして表示される「プロパティ」ウインドウの「thickness」で設定できるようだ。

thickness(板厚)の設定 図5 thickness(板厚)の設定 [クリックで拡大]

 thicknessの値がデフォルトで「1mm」になっていたので、これを「5mm」に変えてみると板厚が変更された。

thicknessの値を「5mm」に変更した 図6 thicknessの値を「5mm」に変更した [クリックで拡大]

 ちなみに、プロパティでパラメーターを変更しても、それが形状にすぐに反映されないことがある。その場合、フィーチャーツリーから修正を反映したいフィーチャー名を選択し、タスクウインドウ下部にある[Update]ボタンをクリックして[OK]すれば反映される。

パラメーターを修正しても形状が変更されない場合は…… 図7 パラメーターを修正しても形状が変更されない場合は…… [クリックで拡大]

 さて、先ほど修正した板厚だが「5mm」ではさすがに厚過ぎるため、「1.2mm」に再度変更した。

板厚を「1.2mm」に変更した 図8 板厚を「1.2mm」に変更した [クリックで拡大]
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