Problemstellung

Foto des Tubenwicklers
Abb.01 Tubenwickler im Einsatz

Die Senftube wird nicht richtig leer? Vom vielen Hin- und Her-Quetschen bekommt die Tube Risse? Da hilft ein Tubenwickler.

Sie suchen den Einstieg in FreeCAD? Hier hilft dieses Tutorium - hoffentlich.

Prinzip: Der Tubenwickler wird von der Seite her über den Endfalz einer Alu-Tube geschoben und mithilfe der Hebel (Griffe) kann man die Tube um die Haspel wickeln.

Ziel: Das folgende Tutorium beschreibt, wie man den Tubenwickler mit FreeCAD konstruieren kann, und ist für Anfänger gedacht. Das bedeutet, dass es nicht um Vollständigkeit geht, sondern um einen ausführlich erklärten Einstieg.
Auch zusätzliche Hinweise für den 3D-Druck erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Tipp: Wer nicht gerne am Bildschirm liest, sollte es mit dem Smartphone versuchen.

Version: Das Tutorium wurde mit FreeCAD 0.19 entworfen und mit einer Preversion FreeCAD 0.20 überprüft. Dabei hat sich nicht viel geändert, außer einigen Masken und zahlreichen Übersetzungen. Dagegen versuche ich mit Synonymen [ähnlichen Ausdrücken] in eckigen Klammern anzugehen. Dazu gehören auch die englischen Begriffe, die ein wenig Halt im Begriffswirrwar von FreeCAD geben.

Dateien

Konstruktive Vorbereitungen

Entwurf per Handskizze

Entwurf für einen Tubenwickler
Abb.02a Entwurf eines Tubenwicklers
Maße einer typischen Tube in [mm]

Beginnen Sie jede Konstruktion mit einer Handskizze! (→ Abb.02a)

Mit Papier und Bleistift hat man den Kopf frei für die Konstruktion, während ein PC 30-90% der Gehirnkapazität frisst - und diese Prozente können an der Konstruktion fehlen.

Koordinatensystem

Skizze des Tubenwicklers im Koordinatensystem
Abb.02b Tubenwickler mit
Koordinatensystem und Skizzen
Isometrische Darstellung

Eine günstige Lage im Koordinatensystem kann die CAD-Konstruktion erleichtern, zB. durch Symmetrien (→ Abb.02b).

Hinweise
  • Der Tubenwickler liegt auf der xy-Ebene und kann in z-Richtung 3D-gedruckt werden.
  • Wo immer möglich sollte man Symmetrien nutzen, deshalb liegt der Tubenwickler symmetrisch zur xz-Ebene.
  • x-Achse nach rechts unten, die y-Achse nach rechts hinten und z-Achse nach oben entspricht der standardmäßigen isometrischen Ansicht von FreeCAD.

Arbeitsplan [Vorgehensweise]

Auch der Arbeitsplan verdient einige Vorüberlegung (→ Abb.02b).

  1. Neue Datei und neues Bauteil öffnen.
  2. T-förmigen Grundriss auf der xy-Ebene skizzieren (Sketch) und anschließend in z-Richtung wachsen lassen [Extrudieren, Aufpolsterung, Pad]
    → Grundkörper aus Hebel und Haspel
  3. Form der Nut auf der yz-Ebene skizzieren (Sketch001) und anschließend in x-Richtung aus dem Grundkörper entfernen [subtraktives Extrudieren, Tasche, Pocket]
    → Grundkörper mit Nut
  4. Nacharbeiten (Radien, Fasen ..).
Hinweise

FreeCAD nummeriert Elemente nach der Art von Programmierern:

  • 1. Skizze: Sketch
  • 2. Skizze: Sketch001
  • ...

Start mit FreeCAD

FreeCAD installieren und einstellen

Screenshot Einstellungen
Abb.03 FreeCAD-Einstellungen

Falls noch nicht geschehen: FreeCAD installieren.

Die Grundeinstellungen von FreeCAD sind Geschmacksache, z.B die Sprache oder die dunklen Hintergründe für die grafische Darstellungen. Hier kann man dies und vieles andere ändern:

  • Menüleiste - Bearbeiten - Einstellungen -
    • - Allgemein [General] - Sprache auswählen [Change language] - ...
    • - Anzeige - Farben - Hintergrundfarbe - Einfache Farbe: Ein ... weiß
    • - Anzeige - 3D-Viewer - Achsenkreuz standardmäßig anzeigen: Ein
      → zeigt die Koordinatenachsen
    • - Skizze ...
    • ...

Arbeitsbereich wählen

Screenshot des Aufklappmenus Arbeitsbereiche
Abb.04 Arbeitsbereich Part Design

FreeCAD ist in Arbeitsbereiche [Workbench] für unterschiedliche Aufgaben aufgeteilt. Dieses Tutorium verwendet die folgenden Arbeitsbereiche:

  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design [Teilekonstruktion]
    konstruiert Einzelteile auf der Grundlage von Skizzen.
    FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich PartDesign
  • Icon des Arbeitsbereiches Sketcher  Arbeitsbereich Sketcher [Skizzierer]
    erstellt Skizzen z.B. für den Arbeitsbereich PartDesign.
    FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich Sketcher
  • Icon des Arbeitsbereiches Spreadsheet  Arbeitsbereich Spreadsheet [Tabellenkalkulation]
    verwaltet Maßen usw. in Tabellen.
    FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich Spreadsheet
  • Icon des Arbeitsbereiches TechDraw  Arbeitsbereich TechDraw [Technische Zeichnungen]
    fertigt technische Zeichnungen an.
    FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich TechDraw
Zu tun
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design (öffnen)
    (anfangs unter Start oder einem anderen Arbeitsbereich verborgen)
    → Abb.04

Links und Hinweise:

  • FreeCAD Wiki: alle Arbeitsbereiche
  • Icon des Arbeitsbereiches Part  Arbeitsbereich Part
    ist eine Alternative zu PartDesign, die Einzelteile aus einfachen 3D-Formen konstruiert, aber hier nicht behandelt wird.
    FreeCAD Wiki: Part Modul

Neue Datei erstellen und benennen

Screenshot Tubenwickler in der Baumansicht
Abb.05 Der Tubenwickler
in der Baumansicht

Das Erstellen einer neuen Datei funktioniert wie in jedem anderen Programm. Speichern Sie die Datei gleich wieder unter einem aussagekräftigen Namen (→ Abb.05).

Zu tun
  • Icon BodyNeue Datei [Neues Dokument erstellen, Std New]
    oder
    Menuleiste - Datei - Neu
    → In der Baumansicht erscheint das Element Unbenannt1
    → Das Element Unbenannt1 wird aktiviert und in der Baumansicht hervorgehoben dargestellt.
  • Icon BodyDatei speichern [Aktives Dokument speichern, Std Save]
    oder
    Menuleiste - Datei - Speichern
  • Dateiname: Tubenwickler.FCStd - Speichern
    Unbenannt1 heißt jetzt Tubenwickler (→ Abb.04)

Links und Hinweise:

Neues Einzelteil beginnen

Screenshot Baumansicht - Body
Abb.06 Body in der Baumansicht

FreeCAD kann in einer Datei mehrere Elemente wie Bauteile [Einzelteil, Körper, Body], Baugruppen, technische Zeichnungen, Baugruppen usw. enthalten.

Alle Elemente werden unter Combo-Ansicht - Modell in der Baumansicht [Tree View] dargestellt (→ Abb.06)

Ein neues Bauteil [Einzelteil] beginnt man, indem man einen Body [Körper] öffnet. Mit Körper oder Body ist also ein einzelnes Bauteil im Arbeitsbereich PartDesign gemeint.

Zu tun
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design
  • Icon PartDesign_Body Körper erstellen [Body]
    oder
    Menuleiste - PartDesign - Körper erstellen
    oder
    Combo-Ansicht - Aufgaben - Start Part - Körper erstellen
    → In Combo-Ansicht - Modell erscheint das Element Body (→ Abb.05)

Links und Hinweise:

  • FreeCAD Wiki: PartDesign - Body
  • Außerhalb dieses Tutorium würde ich nicht nur Body, sondern auch alle anderen Zweige der Baumansicht aussagekräftig umbenennen. Hier verzichte ich darauf, um das Tutorium einfacher zu halten.

Die 1. Skizze: Grundriss des Tubenwicklers

In Befolgung des Arbeitsplanes wird nun das erste Skizzenblatt [Sketch] geöffnet und der T-förmige Grundriss des Tubenwicklers skizziert.

Neue Skizze anlegen

Zuerst muss ein Skizzenblatt [Sketch] angelegt werden. Damit der Grundkörper in z-Richtung wachsen kann, muss es auf der xy-Ebene liegen.

Zu tun
Ebenenauswahl für neue Skizze
Abb.07a Ebenenauswahl
für ein neues Skizzenblatt
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design
  • Sketcher NewSketch  Neues Skizzenblatt anlegen [Skizze, New Sketch]
    oder
    Menuleiste - Skizze [Sketch] - Skizze erstellen
    → Combo-Ansicht - Aufgaben
    • Element auswählen: XY-Ebene (→ Abb.07a)
    • OK

Statt sofort mit dem Skizzieren loszulegen, schließen wir das Skizzenblatt und nehmen uns die Zeit für eine Zwischenbetrachtung.

Screenshot Maske Skizze schließen
Abb.07b Maske
Skizzenblatt schließen
  • Combo-Ansicht - Aufgaben - Schließen
    Vorgang: → Abb.07b
    Ergebnis: → Abb.07c
Zwischenbetrachtung
Screenshot der Baumansicht
Abb.07c Baumansicht - Sketch
darunter ihre Eigenschaften
  • In der Baumansicht erscheint das Element Sketch [Skizzenblatt] als Unterelement von Body (→ Abb.07c)
  • Mit einem einfachen Klick auf Baumansicht - Sketch öffnet man Eigenschaft und Wert des Skizzenblattes.
  • Typisch für FreeCAD kann man in den Eigenschaften viele Einstellungen des Elementes einsehen und ändern (→ Abb.07c).
  • In den Eigenschaften eines Skizzenblattes könnte man seine Lage [Attachement] im Koordinatensystem [Origin] verändern und so das Skizzenblatt beliebig im Raum ausrichten.

Links und Hinweise:

Vorhandenes Skizzenblatt [Sketch] öffnen

Screenshot leeres Skizzenblatt
Abb.07d Leeres Skizzenblatt mit
Raster und Koordinatensystem
auf xy-Ebene (rot/grün)

Zum Bearbeiten der Skizze muss das Skizzenblatt [Sketch] wieder geöffnet werden.

Zu tun
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design
  • Baumansicht - Sketch (mit Doppelklick öffnen)
    oder
    Baumansicht - Sketch (Kontextmenu mit Rechtsklick öffnen) - Skizze bearbeiten
    → Der Arbeitsbereich und die Symbolleisten schalten auf Sketcher um.
    → Das Skizzenblatt erscheint mit Raster und Koordinatensystem (→ Abb.07d).
Hinweise zum Skizzenblatt :

Grundriss grob skizzieren

Screenshot: Die erste grobe Skizze
Abb.07e Grobe Skizze
mit einigen Einschränkungen

Zunächst skizziert man den Grundriss des Grundkörpers (Hebel und Haspel) grob.

Zu tun
  • Icon Workbench Sketcher  Arbeitsbereich Sketcher
    → erscheint automatisch, wenn ein Skizzenblatt geöffnet wird.
  • Icon CreatePolyline  Linienzug erstellen [Polylinie, Polyline]
    oder
    Menuleiste - Sketch - Skizzengeometrien - Linienzug erstellen
  • Erstellen Sie den Linienzug Klick für Klick.
Hinweise zur groben Skizze
  • Ich skizziere Skizzen absichtlich ungenau, damit ich sehe, wo noch Einschränkungen [Abhängigkeiten, Constraint] fehlen.
  • Die Symbole Icon ConstrainVertical und Icon ConstrainHorizontal in der Skizze bedeuten, dass die zugehörigen Linien senkrecht bzw. waagerecht stehen. Wenn Sie schon beim Skizzieren der Linien auf diese Symbole achten, dann müssen Sie diese Einschränkungen nicht nachträglich ergänzen.
  • Die Skizze ist um die x-Achse (rot) gruppiert, damit diese sofort als Symmetrielinie genutzt werden kann. Man kann die skizzierten Linien aber auch nachträglich verschieben.
  • Keine Linie wurde auf eine Achse des Koordinatensystems gelegt, weil übereinander liegende Linien immer Ärger machen, wenn man eine davon auswählen will. Die Anbindung einer Skizze ans Koordinatensystem ist zwar sinnvoll, sollte aber zuletzt geschehen.

Links und Hinweise:

  • FreeCAD Wiki: Linienzug skizzieren. Mit Linienzug kann man auch Kreisabschnitte skizzieren, indem man mehrfach "m" wie "Modus" auf der Tastatur drückt.

(Geometrische) Einschränkungen

Die Skizze hat noch viele Freiheiten [DOF, Degrees of Freedom], d.h. man kann Linien und Knotenpunkte mit der Maus packen und verschieben. Um die Skizze eindeutig [vollständig bestimmt, fully constrained] festzulegen, müssen diese Freiheiten nach und nach entfernt werden, indem Einschränkungen [Abhängigkeiten, Einschränkungen, Constraint] und Maße hinzugefügt werden. Eindeutige Systeme nennen Statiker und FreeCAD vollständig bestimmt.

Vorbemerkungen:

  • FreeCAD unterscheidet geometrische Einschränkungen (vertikal, parallel, symmetrisch..) und dimensionale Einschränkungen (Maße). Erstere benötigen weniger Rechenaufwand und sollten deshalb bevorzugt werden.
  • Auch einfache Skizzen bergen Überraschungen, deshalb sollten Sie Schritt für Schritt vorgehen. Im Zweifelsfall nehmen Sie einen Schritt zurück (Ctrl - Z) und versuchen einen anderen Weg.
  • Unter Meldungen des Lösers zeigt FreeCAD Fehlermeldungen und die Anzahl der Freiheiten [DoF, Degrees of Freedom] an (→ Abb.07g). Haben Sie immer ein Auge darauf und ignorieren Sie nichts, denn je länger Sie Fehlermeldungen ignorieren, desto mehr müssen Sie später zurücknehmen.
  • Wenn FreeCAD überflüssige Einschränkungen anzeigt, sollte man sie als Anfänger einfach löschen und sein Glück auf's Neue versuchen. Das geht meist schneller als die Ursache zu finden.
  • Wenn Sie eigene Skizzen bearbeiten, gehen Sie in möglichst kleinen Schritten vor. Besser eine Linie und sofort einschränken als ein Dutzend Linien durcheinander springen sehen - und dann aufräumen müssen.

Koinzidenz [Punkt-an-Punkt]

Linienzüge müssen geschlossen sein, der Linienzug in Abb.07e ist es nicht. Schließen Sie ihn, indem Sie die beiden Endpunkte verbinden.

Icon Sketcher - Coincident
Abb.07f Zwei grüne Punkte auf dem
Weg zur Koinzidenz
Zu tun
  • In der Skizze - 1. Endpunkt anklicken → wird grün (→ Abb.07f)
  • In der Skizze - 2. Endpunkt anklicken → wird grün
  • Icon Sketcher ConstrainCoincident  Punkt an Punkt binden [koinzident, Coincident]
    oder
    Menuleiste - Sketch - Skizzen-Einschränkungen - Koinzidenz erzwingen
    → Die beiden Punkte sind verbunden (→ Abb.07g)

Einschränkung [Constraint] löschen

Eine Knotenpunkt ist in der Skizze versehentlich an die x-Achse gebunden worden und diese Einschränkung muss gelöscht werden. In Abb.07g handelt es sich um Constraint6 bzw. das grün gefärbte Symbol für Punkt-auf-Objekt.

Screenshot Einschränkungen
Abb.07g Eine Einschränkung
in der Skizze und in der Maske
Zu tun
  • In der Skizze - Symbol Punkt-auf-Objekt (anklicken)
    oder
    Combo-Ansicht - Aufgaben - Einschränkungen [Constraints] - Constraint6 (anklicken)
    → das Symbol wird grün
    → Constraint6 wird grau
  • Tastatur - Entf
    → löscht die Einschränkung
    → Der Knotenpunkt kann von der x-Achse weggezogen werden (Abb.07h)

Linie horizontal ausrichten

Eine Linie in der Skizze ist schräg geraten und muss horizontal [waagerecht] ausgerichtet werden. In Abb.07h ist die Linie grün gefärbt.

Screenshot markierte Linie
Abb.07h Grün markierte Linie
für horizontale Lage
Zu tun
  • In der Skizze - schräge Linie (anklicken)
    → die Linie wird grün (→ Abb.07h)
  • Icon Sketcher - ConstrainHorizontal  Horizontal einschränken [Waagerecht, Constrain Horizontal]
    oder
    Menuleiste - Sketch - Skizzen-Einschränkungen - Horizontal einschränken
    → Linie erhält die Einschränkung horizontal (→ Abb.07i)

Zwei Punkte auf gleiche Höhe bringen

Die beiden Schulterlinien sollen genau übereinander stehen. Dazu ist in Abb.07i je einer ihrer Endpunkte grün markiert.

Screenshot markierte Punkte
Abb.07i Zwei Punkte markiert
für gleiche Seitenausrichtung
Zu tun
  • In der Skizze - 1. Punkt anklicken → wird grün (→ Abb.07i)
  • In der Skizze - 2. Punkt anklicken → wird grün
  • Icon Sketcher - ConstrainVertical  Vertikal einschränken [Constrain Vertical]
    oder
    Menuleiste - Sketch - Skizzen-Einschränkungen - Vertikal einschränken
    → Beide Punkte haben die gleiche Seitenausrichtung (→ Abb.07j).

symmetrische Punkte

Zwei Punkte sollen symmetrisch zur x-Achse liegen.

Screenshot Skizze mit Symmetrie
Abb.07j Zwei Punkte markiert
für Symmetrie
Zu tun
  • In der Skizze - 1.Punkt anklicken → wird grün (→ Abb.07j)
  • In der Skizze - 2.Punkt anklicken → wird grün
  • In der Skizze - x-Achse (rot) anklicken → wird grün
  • Icon Symmetrie festlegen [Constrain Symmetric]
    oder
    Menuleiste - Sketch - SkizzenEinschränkungen - Symmetrie festlegen
    → Die beiden Punkte sind symmetrisch zur x-Achse (→ Abb.07k)

Punkt an Linie binden

Die Schulterlinien sollen auf der y-Achse liegen. Dazu kann man einen Punkt dieser Linien an die y-Achse binden (oder umgekehrt ;-).

Screenshot Linie an Punkt binden
Abb.07k Linie an Punkt binden
Zu tun
  • In der Skizze - Endpunkt einer Schulterlinie anklicken → wird grün
  • In der Skizze - y-Achse (grün) anklicken → wird anders grün
  • Icon Sketcher - Constrain PointOnObject Punkt auf Objekt festlegen [Constrain Point on Object]
    oder
    Menuleiste - Sketch - SkizzenEinschränkungen - Punkt auf Objekt festlegen
    → Schulterlinien springen auf die y-Achse (→ Abb.07l)

Weitere Einschränkungen ergänzen

Screenshot verschobene Skizze
Abb.07l Grundrissskizze mit allen
geometrischen Einschränkungen

Wenn man die Punkte in der Skizze mit der Maus packt und verschiebt, sieht man, dass noch einige Einschränkungen fehlen. In Abb.07k sind dies horizontale, vertikale und Symmetrie-Einschränkungen, in Ihrer Skizze mögen es andere sein.

Zu tun
  • Ergänzen Sie alle fehlenden Einschränkungen.
    → so soll es aussehen: → Abb.07l

Längenmaße

Nachdem man möglichst viele Freiheiten mit geometrischen Einschränkungen entfernt hat, kommt die Bemaßung [dimensionale Einschränkung, Constrain Distance] an die Reihe.

Längenmaße sind möglich für einzelne Punkte, für zwei Punkte, für eine Linie und für eine Linie und einen Punkt. Diese Möglichkeiten kann man kombinieren mit
Icon Sketcher - Constrain Distance X Horizontaler Abstand;
Icon Sketcher - ConstrainDistanceY Vertikaler Abstand;
Icon Sketcher - ConstrainDistance Distanz [Direkter Abstand]
und andere.

Es folgen einige Beispiele:

Abstand von Punkt zu Punkt (vertikal)

Bemaßen Sie die Breite 6,08 mm der Haspel von Punkt zu Punkt (hier senkrecht). Dazu müssen die beiden Endpunkte der Linie markiert werden:


Abb.07m Vertikaler Abstand 6,08 mm
kurz vor der Eingabe mit OK
Zu tun
  • In der Skizze - 1.Punkt anklicken → wird grün
  • In der Skizze - 2.Punkt anklicken → wird grün
  • Icon Sketcher - ConstrainDistanceY Vertikalen Abstand festlegen [Constrain DistanceY]
    oder
    Menuleiste - [Skizze] Sketch - SkizzenEinschränkungen - Vertikalen Abstand festlegen
  • Länge: 6,08 mm (eintippen)
  • OK
    → Die Breite 6,08 mm der Haspel ist festgelegt (→ Abb.07n)

Eine Begründung für das Maß 6,08 mm finden Sie im Anhang Konstruktive Hinweise

Länge einer Linie (vertikal)

Bemaßen Sie die Gesamtlänge 30 mm der Hebel (hier senkrecht). Dazu muss die Linie markiert werden.

Skizze vertikale Länge
Abb.07n Vertikale Bemaßung
Zu tun
  • In der Skizze - Linie anklicken → wird grün (→ Abb.07n)
  • Icon Sketcher - Constrain Distance Y Vertikalen Abstand festlegen
  • Länge: 30 mm (eintippen)
  • OK
    → Die Breite 30 mm ist festgelegt (→ Abb.07o)

Bemaßung mit Koordinaten (horizontal)

Wenn nur ein einzelner Punkt markiert ist, bemaßt Sketcher automatisch seinen Abstand zum Koordinatennullpunkt.

Bemaßen Sie die Länge der Haspel mithilfe der X-Koordinate eines ihrer Endpunkte. Dazu muss ein Endpunkt markiert werden.

Bemaßung mit Koordinaten
Abb.07o Bemaßung einer X-Koordinate
Zu tun
  • In der Skizze - Punkt anklicken → wird grün
  • Icon Horizontalen Abstand festlegen [Constrain DistanceX]
    oder
    Menuleiste - Sketch [Skizze] - SkizzenEinschränkungen - Horizontaler Abstand festlegen
  • Länge: 65 mm (eintippen)
    → Die Länge 65 mm der Haspel ist über die Koordinate festgelegt (→ Abb.07p)
    → Die Linien der Skizze werden nacheinander hellgrün, sobald sie vollständig bemaßt sind.

Breite des Hebels

Bemaßen Sie die fehlende Breite 3 mm der Hebel.

vollständiger bemaßter Grundriss
Abb.07p vollständiger bemaßter Grundriss
Hinweise
  • Die Skizze ist jetzt vollständig bestimmt.
    → Combo-Ansicht - Aufgaben - Meldungen des Lösers
    → Die Skizze ist hellgrün
  • Das Maß 3 mm ist in Abb.07p negativ, weil es hier als Koordinate bemaßt wurde. Würde man die Länge der Linie bemaßen, wäre das Maß positiv.

Sonstige Möglichkeiten für Längenbemaßungen

Sonstige Längenmaße werden hier hier nicht gebraucht und nur der Vollständigkeit halber aufgezählt.

  • Icon Sketcher - ConstrainDistance  Distanz festlegen [Abstand von Punkt zu Linie, Constrain Distance]
    bemaßt
    • Abstände oder Längen, die nicht horizontal oder vertikal liegen
    • Abstände zwischen einer Linie und einem Punkt
  • Icon Sketcher - ConstrainRadius Radius und
    Icon Sketcher - ConstrainDiameter Durchmesser
    bemaßen Kreisbögen.
  • Icon Sketcher - ConstrainLock Sperren
    legt gleichzeitig die x- und die y-Koordinate eines Punktes fest.

Skizze verlassen

... wird gerne vergessen, jedenfalls von mir. Aber ohne geht's nicht ...

Screenshot Schließen-Button
Abb.07q Schließen nicht vergessen
Zu tun
  • Schließen → Abb.07q
    oder
    Icon Sketcher - LeaveSketch Skizze verlassen [Bearbeitung der aktiven Skizze beenden, Leave Sketch]
    oder
    Menuleiste - Sketch - Skizze verlassen
    Ergebnis: → Abb.07r
Screenshot Baumansicht Sketch
Abb.07r Die neue Skizze
In Baumansicht und Grafikansicht

Volumenkörper aus der Skizze erzeugen

Nun muss die Skizze noch in die Höhe wachsen. Die nötige Funktion im Arbeitsbereich PartDesign heißt Aufpolstern [Extrusion, Pad].

Screenshot des Grundkörpers beim Aufpolstern
Abb.08a Grundkörper
bei der Extrusion in z-Richtung
Zu tun
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design
  • Baumansicht - Sketch (müsste man markieren, wenn es mehrere offene Skizzen gäbe)
  • Icon PartDesign - Pad Aufpolsterung [Extrusion, Pad]
    oder
    Menuleiste - Part Design [Teilekonstruktion] - Hinzuzufügende Objekte [Create an additive Feature] - Aufpolsterung
    Parameter der Aufpolsterung:
    • Typ: Abmessung
    • Länge: 9,7 mm
    • Symmetrisch ...: Aus
    • OK
    → Die 2D-Skizze wird zum 3D-Volumen
    → In der Baumansicht verschwindet Sketch unter Pad (→ Abb.08b)
Screenshot der Baumansicht
Abb.08b Sketch wird Teil von Pad

Nut

Screenshot Skizze der Nut im Grundkörper
Abb.09a Skizze der Nut
im Grundkörper

Die Nut, die den Tubenfalz aufnehmen soll, wird auf die yz-Ebene skizziert und anschließend aus der Haspel entfernt.

Nut skizzieren

Die notwendigen Schritte sind Wiederholungen und werden nur kurz aufgelistet. Oben Spicken ist aber erlaubt und Links helfen dabei ;-)

Screenshot Skizze des Griffes
Abb.09b Skizze der Nut
auf der yz-Ebene
Zu tun:
Neues Skizzenblatt
Zu tun:
Grobe Skizze
  • Vergleiche: Profil grob skizzieren
  • Wenn die Skizze vom Grundkörper verdeckt ist:
    Icon Sketcher ViewSection  Skizze freilegen [Abschnitt anzeigen, Schnitt anzeigen View Section]
    → Öffnet den Blick bis zur Skizze
    → andere Möglichkeiten: Blick ins Innere von Körpern
  • Icon CreatePolyline  Linienzug erstellen
Zu tun:
Einschränkungen
  • Vergleiche: Geometrische Einschränkungen
  • Icon Sketcher ConstrainCoincident  Punkt an Punkt binden [koinzident, Coincident]
    Der Linienzug muss geschlossen sein
  • Icon ConstrainVertical Vertikal
  • Icon ConstrainHorizontal Horizontal
  • Icon Symmetrie
    Die Skizze ist vollkommen symmetrisch zur z-Achse
Zu tun:
Bemaßen
  • Vergleiche: Längenmaße
  • Icon Sketcher - ConstrainDistanceY  Vertikaler Abstand
    Die Nut beginnt 1,1 mm über der y-Achse, ist an der breiten Stelle 6,5 mm hoch und endet mindestens 9,7 mm über der y-Achse
  • Icon Sketcher - Constrain Distance X  Horizontaler Abstand
    Die Nut ist unten 3,5 mm breit und am oberen Ausgang 1,5 mm.
  • Icon Sketcher - ConstrainAngle  Winkel festlegen [Constrain Angle]
    oder
    Icon Sketcher - ConstrainAngle  Orthogonalität [Rechtwinkligkeit, Constrain Perpendicular]
    Die Schultern stehen in 90°-Winkel zueinander

Eine Begründung für die Maße finden Sie im Anhang Konstruktive Hinweise

Nut: Volumen aus dem Grundkörper entfernen

Screenshot Nut im Grundkörper
Abb.09c Nut im Grundkörper

Die Nut muss nun aus dem Grundkörper entfernt werden.

Im Prinzip funktioniert dies genauso wie beim Aufbau vom Volumen, nur eben subtrahierend statt addierend. In PartDesign heißt die Funktion dazu Tasche [subtraktive Extrusion, Vertiefung, Pocket]

Zu tun
  • Icon des Arbeitsbereiches PartDesign  Arbeitsbereich Part Design
  • Baumansicht - Sketch001 (müsste man markieren, wenn es mehrere offene Skizzen gäbe)
  • Icon PartDesign - Pocket Tasche [subtraktive Extrusion, Pocket]
    oder
    Menuleiste - Part Design [Teilekonstruktion] - Abzuziehende Objekte [Create a subtractive Feature] - Tasche
    Parameter der Vertiefung
    • Typ: Durch alles
    • Umgekehrt: Ein
    • OK
    → Die 2D-Skizze wird zum 3D-Nicht-Volumen

Nacharbeiten: Radien und Fasen

Nacharbeiten sind kosmetischer Natur: Überspringen zum STL-Export.

Radien und Fasen sind klassische Elemente des Maschinenbaus, die Außenkanten grifffreundlicher und Innenkanten bruchfester machen. Deshalb gibt es im Arbeitsbereich PartDesign die 3D-Funktionen Radius [Kantenabrundung, Verrundung(?), Fillet] und Fase [Kantenabschrägung, Chamfer], die aber leider dem topologischen Benennungsproblem unterliegen. Wenn es geht, versuche ich deshalb, anerde Wege zu gehen.

Für den vorliegenden Tubenwickler bietet sich die folgende Vorgehensweise an:

  1. Die in Druckrichtung senkrechten Kanten können einfach in der 2D-Skizze abgerundet werden.
  2. Für die waagerechten Kanten wären Alternativen so umständlich, dass ich das Problem in Kauf nehme und die Fasen in PartDesign modelliere.

Radien mit Sketcher in der 2D-Skizze

Screenshot einschränkungserhaltende Verrundung
Abb.10a einschränkungserhaltende
Verrundung

Für Kantenabrundungen in der Skizze bietet der Arbeitsbereich Sketcher die zeitsparende Funktion einschränkungserhaltende Verrundung.

Zu tun
  • Baumansicht - Sketch (Doppelklick) (→ Abb.08b)
    → öffnet die Skizze mit dem Grundriss des Grundkörpers
  • Icon Workbench Sketcher  Arbeitsbereich Sketcher
  • Icon Sketcher - Verrundung einschränkungserhaltende Verrundung [Abrundung, Create Fillet Constraint Preserving]
    Wählen Sie nacheinander die beiden Linien jeder Ecke des Grundrisses:
    • In der Skizze - 1. Linie an 1. Ecke anklicken
    • In der Skizze - 2. Linie an 1. Ecke anklicken
      → Die Ecke zwischen zwei Linien wird abgerundet.
      → Vorhandene Maße und Einschränkungen bleiben erhalten!
    • In der Skizze - 1. Linie an 2. Ecke anklicken
    • ... usw ...
  • Icon Sketcher - Constrain Radius  Radius eines Kreises [Constrain Radius] (ggf. unter Durchmesser versteckt)
    Bemaßen Sie eine der Abrundungen mit dem Radius 0,5 mm.
  • Alle acht Abrundungen (Viertelkreise) anklicken
    • Icon Sketcher - Constrain Equal Gleichheit festlegen [gleiche Länge, Constrain Equal]
    → Alle Abrundungen übernehmen den Radius 0,5 mm.
    → Die vollständig bestimmte Skizze wird grün
  • Screenshot einschränkungserhaltende Verrundung
    Abb.10b Tubenwickler mit Radien
    Icon Sketcher - Leave Sketch Skizze verlassen [Leave Sketch]
    Pad [Aufpolsterung] übernimmt die geänderte Kontur und hat nun abgerundete Kanten.
Hinweis zum 3D-Druck

Radien sind haptisch angenehmer als Fasen, aber in der klassischen Fertigung meist schwieriger herzustellen. Beim 3D-Druck macht die Form keinen Unterschied, also bevorzuge ich Radien.

Fasen mit PartDesign im 3D-Modell

Die Funktionen Radius [Fillet] und Fase [Chamfer] im Arbeitsbereich PartDesign verwende ich, wenn es Alternativen nicht gibt oder mir zu aufwändig sind. Hier betrifft es die waagerechten Fasen an der Ober- und Unterseite und die Einfädelfase am Eingang der Nut.

Umlaufende Fasen an der Ober- und Unterkante

Da alle senkrechten Kanten mit R0,5 abgerundet sind, können die kleineren Fasen 0,2x45° an den waagerechten Kanten umlaufen. Man muss also nur zwei Kanten fasen: oben und unten.

Screenshot einschränkungserhaltende Verrundung
Abb.10c Grün markierter Abschnitt
einer Kante
Zu tun
  • Icon Workbench PartDesign  Arbeitsbereich PartDesign
  • In der Grafikansicht - Einen Abschnitt einer waagerechten Kante zum Fasen anklicken
    → die Kante wird grün (→ Abb.10c)
  • Icon PartDesign - Chamfer Fase [Abschrägen, Chamfer]
    Chamfer parameters
    • Hinzufügen [Add] - Klicken Sie die andere Kante an.
    • Typ: Gleiche Distanz
      → ergibt 45°-Fasen
    • Größe: 0,2 mm
    • OK
    → Abb.10d: Die Fasen laufen über die grün markierte Kannte hinaus rund um die ganze Oberseite des Tubenwicklers.
Hinweis zum 3D-Druck

Auf dem Druckbett liegende Kanten haben das Problem, dass sie mit großem Überhang beginnen können, was für den Drucker schwierig ist. Das könnte man im Einzelfall berücksichtigen, aber ich mache mir das Leben einfacher und gebe waagerechten Kanten Fasen.

Fase zum Einfädeln

Erzeugen Sie die "Einfädel"-Fasen 1x45° am Eingangsbereich der Haspel.

Screenshot Einfädelfase
Abb.10d Einfädelfase
Zu tun
  • Icon Workbench PartDesign  Arbeitsbereich PartDesign
  • In der Grafikansicht - Eine senkrechte Kante anklicken
  • Icon PartDesign - Chamfer Fase
  • Chamfer parameters
    • Hinzufügen [Add] - Andere Kante anklicken.
    • Größe: 1 mm

Der fertige Tubenwickler

Screenshot Einfädelfase
Abb.10e Der fertige Tubenwickler

Export einer STL-Datei für den 3D-Druck

Für den 3D-Druck muss man den Tubenwickler ins STL-Format exportieren.

Einfacher Export

Für einfache Fälle genügt der Standardexport.

Zu tun
  • Screenshot Baumdarstellung
    Abb.11 Baumansicht des Tubenwicklers
    In der Baumansicht - Chamfer001 (markieren)
    → das ist die Ausbaustufe des Tubenwicklers, den man exportieren möchte. Wenn man z.B. Pad001 markiert, erhält man eine STL-Datei ohne Fillet und Chamfer.
  • Menuleiste - Datei - Exportieren
    • Speicherort (wählen)
    • Dateiname ... (ohne .stl eintippen)
    • Dateityp: STL Mesh (*.stl ...)
    • Speichern

Fortgeschrittener Export mit Einstellungen

STL beschreibt die Oberfläche in kleinen ebenen Flächen, vermutlich Dreiecken. Wenn das Raster zu grob ist, kann man dies an gewölbten Oberflächen erkennen. Wenn das Raster zu fein ist, steigt der Rechenaufwand.

Die Einstellungen beeinflussen kann man im Arbeitsbereich Mesh Design. Mehr erfahren Sie auf der lesbaren (!) FreeCAD-Hilfeseite Export nach STL.

Verwaltung der Maße in einer Tabelle

Den Tubenwickler benötigt man in verschiedenen Baugrößen. Um die Größen zu ändern, kann man die Maße einzeln im Body suchen oder übersichtlich in einer Tabelle [Spreadsheet] verwalten.

Tabellenblätter bietet der Arbeitsbereich Spreadsheet.
Im Folgenden werden die wichtigen Maße des Tubenwickler in einer Tabelle erfasst und danach die Tabellenwerte in Körper [Body] eingefügt.

Tabelle starten

Screenshot Tabelle öffnen
Abb.12a Tabelle öffnen
in drei Schritten

Zunächst muss man in den Arbeitsbereich Spreadsheet wechseln, ein Tabellenblatt [Spreadsheet] erstellen und dies öffnen.

Zu tun
  1. Icon Workbench Spreadsheet  Arbeitsbereich Spreadsheet [Tabellenkalkulation]
  2. Icon Spreadsheet - CreateSheet Kalkulationstabelle erstellen [Create Sheet]
  3. Baumansicht - Spreadsheet (Doppelklick)
    oder
    Grafikansicht - Reiter: Spreadsheet (Linksklick)

Das erste Maß in der Tabelle

Ein Tabellenblatt des Arbeitsbereiches Spreadsheet funktioniert im Prinzip wie in LO Calc oder MS Excel, erspart aber ein zusätzliches Programm und zusätzliche Dateien.

Die Funktionsweise wird am Beispiel des ersten Maßes erläutert. Tippen Sie zunächst die Tabelle → Abb.12b ab. Das entscheidende erste Maß befindet sich in Zelle B2, alle anderen Zellen sind nur Kosmetik.

Screenshot Maß in einer Tabelle
Abb.12b Das erste Maß
Zu tun
  • A1 bis C1: → Überschrift
    • Text: A1 bis C1 (einzeln anklicken) - (Text eintippen)
    • Hintergrundfarbe: A1 bis C1 (markieren) - Kontextmenu mit Rechtsklick - Eigenschaften - Farbe - Hintergrund: ...
  • A2 und C2: → Hinweise für die Zelle B2
  • B2: → Das entscheidende erste Maß
    • Inhalt: 55 (eintippen)
    • Alias: ef_laenge (eintippen)
      Sie können sich auch einen eigenen Alias ausdenken.
      Alias darf keine Sonderzeichen oder Bindestriche enthalten.
      Groß- und Kleinschreibung beachten!
    • Return - Return
      → B2 bekommt eine gelbe Hintergrundfarbe
Funktionsweise
  • Alias von B2:
    • Die Zelle kann über ihre Zelladresse (B2) oder über ihr Alias (ef_laenge) angesprochen werden.
  • Inhalt in B2
    • Jede Zelle darf Zahlen, Texte oder Formeln enthalten.
  • Anordnung A2 - B2 - C2:
    • A2: Vor der Zelle B2 wiederhole ich ihr Alias, um es leicht lesen zu können.
    • C3: Nach der Zelle B3 trage ich eine längere Erklärung ein, falls nötig.
    • In dieser Anordnung können die Spalten A und B platzsparend schmal bleiben.
    • Breite der Spalte A einstellen: Linie zwischen den Spaltenköpfen A und B verschieben.
Links und Hinweise
  • Maßeinheit in B2:
    • Für Zahlen ohne Einheit ergänzt FreeCAD die Einheiten [mm] oder [°]
    • Man kann in B2 auch 55 mm oder 5,5 cm oder 0,055 m ... eintragen und die Formeln rechnen sogar damit. Eigentlich hervorragend, aber ...
    • Wenn man damit anfängt, muss man es durchziehen, und für einfache Maße ist es mir zu umständlich, jedesmal mm tippen zu müssen.
  • FreeCAD-Wiki: Ausdrücke [mathematische Formel, Expression]

Maß in den Körper übertragen

Nun muss man das Maß 55 mm im Tubenwickler suchen und durch einen Bezug auf die Tabellenzelle ersetzen. Der Bezug kann Spreadsheet.B2 oder Spreadsheet.ef_laenge lauten.

Die zweite Version kann ich mir leichter merken. Man kann auch die Grafikansicht und das Tabellenblatt auf dem Bildschirm nebeneinander anordnen und die Adresse ablesen. Damit fangen wir an (→ Abb.12d).

zu tun - Anordnung der Fenster
Screenshot Reiter der Grafikansicht
Abb.12c Die Reiter Spreadsheet und Tubenwickler

Screenshot angeordnete Fenster
Abb.12d Zwei Fenster
nebeneinander angeordnet
  • Spreadsheet und Body anzeigen:
    • Baumansicht - Spreadsheet (mit Doppelklick öffnen)
    • Baumansicht - Body (mit Doppelklick öffnen)
    → Die Reiter Spreadsheet und Body finden sich am unteren Rand der Grafikansicht (→ Abb.12c)
  • Menu - Fenster - Anordnen
    → Die beiden Fenster sind nebeneinander angeordnet (→ 12d).
zu tun - Übertragung der Maße in den Körper
Screenshot Grundrissskizze
Abb.07p Skizze des Grundrisses
  • Baumansicht - Body - Pad - Sketch (Öffnen durch Doppelklick)
    → Die Skizze des Grundrisses geht auf (→ Abb.07p)
    → Arbeitsbereich Sketcher
  • Grafikansicht - Maß 55 (Doppelklick)
    → Maske "Länge einfügen" öffnet sich (→ Abb.12e)

Wenn man möchte, kann man sich ab jetzt auf die Tastatur einschränken:

Screenshot Maske Länge einfügen
Abb.12e Maske Länge einfügen
  • Maske "Länge einfügen" -
    • Ausdruck eingeben (anklicken, → Abb.12e)
      oder
      = (Gleichheitszeichen auf der Tastatur)
    → Formeleditor öffnet sich (→ Abb.12f)

 

Screenshot Formeleditor
Abb.12f Formeleditor
  • Formeleditor - Ergebnis - sp.. (eintippen)
    → bereits nach "sp" erscheint "Spreadsheet" im Auswahlmenu
  • Auswahlmenu - Spreadsheet (auswählen)
    • Anklicken
      oder
      Pfeil-runter-Taste
    → Spreadsheet wird übernommen
  • Formeleditor - Ergebnis - Spreadsheet.ef... (eintippen fortsetzen)
    → bereits nach "ef" erscheint "ef_laenge" im Auswahlmenu
Screenshot Formeleditor
Abb.12g Formeleditor
  • Auswahlmenu - ef_laenge (auswählen)
    • Anklicken
      oder
      Pfeil-runter-Taste
    → ef_laenge wird übernommen
    → Ergebnis: 55 mm wird angezeigt (→ Abb.12g)
  • Enter oder OK (mehrfach)
zu tun - Test

Ändern Sie die Länge im Spreadsheet und prüfen Sie die Wirkung in der Skizze.

  • Spreadsheet - Zelle B2: 50 (Maß ändern)
  • sehr lange warten
    oder
    Skizze schließen und wieder öffnen
    oder
    Ein beliebiges Maß öffnen und wieder schließen
    → Das Maß in der Skizze folgt der Änderung im Spreadsheet

Alle Maße in der Tabelle

Screenshot Maßtabelle
Abb.12h Tabelle für den Tubenwickler

Wenn Sie es durchziehen wollen, finden Sie in der Tabelle (→ Abb.12h) alle notwendigen Maße für die Haspel des Tubenwicklers.

zu tun

Zellen B2:B5 - Endfalz der Tube

  • Die Maße wurden an einer Tube gemessen.
    → Abb.02a
    → Abb.09b

Zellen B8:B9 - Maße für den 3D-Druck

  • Die Maße orientieren sich an empfohlenen Werten für meinen 3D-Drucker (Schichthöhe 0,15 mm; erste Schicht 0,20 mm; Düsendurchmesser 0,4 mm). Empfehlungen für Ihren Drucker finden Sie in Ihrem Slicer bei den Druckeinstellungen.
  • Bodendicke: 1,1 mm
    → 7 Schichten übereinander
  • Wandstärke: 1,29 mm
    → 3 Perimeter nebeneinander
  • Der Winkel 90° zwischen den Schultern (nicht in der Tabelle) ist für den 3D-Druck notwendig, weil 45° Überhang mit den meisten Druckern und Filamenten funktioniert.

Zellen B12:B13 - Berechnungen

  • B12 - Breite der Haspel
    • Ergibt sich aus der Dicke des Endfalzes und 2 Wandstärken
    • Formel mit Zell-Aliasen:
      =ef_dicke + 2 * dr_wand
  • B13 - Höhe der Haspel
    • Ergibt sich aus 2 Bodendicken (Boden und Decke), aus der Endfalzbreite und aus der halben Differenz zwischen Dicke und Spaltmaß des Endfalzes (Höhe der Schultern)
    • Formel mit Zell-Adressen:
      2 * B8 + B3 + (B4 - B5) / 2

Speicher für verschiedene Baugrößen

Screenshot Maße für andere Tuben
Abb.12i Maße für andere Tuben
--- Zeilen vertauscht, ändern ---

In → Abb.12h finden Sie die Maße für die Endfalze anderer Tuben. Man kann sie einfach per Kopieren & Einfügen [Copy & Paste] in den Zellbereich B2:B5 kopieren und hat schon einen Tubenwickler in anderer Größe.

Wenn man Pech hat, muss man allerdings die Fasen [Chamfer] reparieren - das ist der Fluch des topologischen Benennungsproblems.

Technische Zeichnung

Noch geht es nicht ohne technische Zeichnungen, und darauf hat auch jemand bei FreeCAD reagiert mit dem Arbeitsbereich TechDraw.

Leider unterliegt auch TechDraw dem topologischen Benennungsproblem und das kann bedeuten, dass nach einer kleinen Zeichnungsänderungen alle Maße und Anmerkungen nochmal erstellt werden müssen.

Für den Tubenwickler wird es reichen und hier geht es auch nur um den schnellen Einstieg. Eine ausführlichere Beschreibung ist geplant für den Bleistiftspitzer.

Technische Zeichnung starten

Screenshot TechDraw
Abb.13a Eine Technische Zeichnung starten
--- 1 2 3 ergänzen ---

Zunächst muss man in den Arbeitsbereich TechDraw wechseln und ein Zeichenblatt [Page] erstellen.

Zu tun
  1. Icon Workbench Spreadsheet  Arbeitsbereich TechDraw [Techn. Zeichnung]
  2. Icon   Zeichnungsblatt aus einer Vorlage erstellen [Page Template]
    • Dateiname: A4_Portrait_ISO7200TD.svg
      (aus dem Verzeichnis mit den Vorlagen [Template] auswählen)
    • Öffnen
    → In der Baumansicht erscheint Page
    → In der Grafikansicht erscheint das Zeichenblatt Page
Hinweise
  • Zeichenvorlagen [Template] ...
    • ... enthalten Format (A4 hoch, A3 quer ...), Rahmen und Schriftfeld, aber keine Strichstärken usw.
    • ... kann man für ein Zeichenblatt [Page] auch nachträglich ändern in den Eigenschaften.
    • FreeCAD-Wiki: TechDraw Vorlagen
  • Ein Zeichenblatt [Page] ...
    • ... erbt Format Rahmen und Schriftfeld von der gewählten Zeichenvorlage [Template]
    • ... erbt Maßstab, Linienarten, Linienbreiten ... aus den Einstellungen
    • interner Link: Eigenschaften eines Zeichenblattes
    • ... speichert die Zeichenvorlage und die geerbten Werte in seinen Eigenschaften [Page Property]
      • Baumansicht - Page (Einfachklick)
        → Eigenschaftseditor erscheinen unterhalb der Baumansicht.
  • Icon Spreadsheet - CreateSheet Zeichnungsblatt aus der Standardvorlage erstellen [Page Default]
    • Öffnet das Zeichenblatt ohne Rückfrage mit der Standardvorlage.
    • Die Standardvorlage kann eingestellt werden unter:
      Menu - Bearbeiten - Einstellungen - TechDraw - Allgemein - Standard-Zeichnungsvorlage: ...
      Bereits erstellte Zeichnungen sind davon nicht betroffen.

Ansicht einfügen

Screenshot Draufsicht
Abb.13b Draufsicht

Die Draufsicht des Tubenwicklers ist für FreeCAD eine sogenannte primäre Ansicht. Das bedeutet, dass man diese Ansicht im 3D-Modell in die gewünschte Blickrichtung dreht und dann in die 2D-Zeichnung übernimmt. TechDraw behält die Blickrichtung anschließend bei, auch wenn das 3D-Modell wieder gedreht wird.

Zu tun
  • Baumansicht - Body (Doppelklick)
    → Tubenwickler erscheint in der Grafikansicht
    → Arbeitsbereich PartDesign wird aktiv
  • Icon   Grafikansicht - Navigationswürfel [NavigationCube] (Draufsicht einstellen in T-Form)
  • Baumansicht - Body (einfacher Linksklick)
    → Wenn der Tubenwickler grün ist, funktioniert es immer
  • Icon Workbench TechDraw  Arbeitsbereich TechDraw [Techn. Zeichnung}
  • Icon   Ansicht einfügen [View]
  • Baumansicht - Page (Doppelklick)
    oder
    Grafikansicht - Page (einfacher Linksklick)
    → Das Zeichenblatt [Page] enthält die Draufsicht
Hinweise
  • Um Maßstab und Lage der Ansicht kümmern wird uns später
  • Icon Workbench TechDraw  Ansichtengruppe [Projection Group]

Ansichtsrahmen / Bearbeitungsmodus

Screenshot Ansichtsrahmen
Abb.13c Draufsicht
mit und ohne Ansichtsrahmen

Zunächst erscheint die Draufsicht mit Ansichtsrahmen [Frame], Label und vielen dicken Punkten ziemlich unübersichtlich. Diese Elemente gehören aber nicht zur eigentlichen Ansicht und werden auch nicht gedruckt.

Die Punkte werden zum Bemaßen benötigt und am Rahmen kann man die Ansicht hin- und herschieben, deshalb bleiben sie vorläufig stehen.
Aber wenn Sie sehen wollen, wie die Zeichnung aussieht, bitte sehr:

Im Moment nicht nötig
  • Icon Workbench TechDraw  Arbeitsbereich TechDraw
  • Icon ToggleFrame  Ansichtsrahmen ein- oder ausschalten [Toggle Frame]

Schnittansicht einfügen

Screenshot Schnittansicht
Abb.13d Schnittansicht

Eine Schnittansicht ist für FreeCAD eine sogenannte sekundäre Ansicht. Das bedeutet, dass diese Ansicht von einer (primären 2D-)Ansicht des Zeichenblattes [Page] abgeleitet wird.

Zu tun
  • Icon Workbench TechDraw  Arbeitsbereich TechDraw
  • Grafikansicht - Page - Draufsicht [Page] (am Rahmen der Ansicht [View] anklicken)
  • Icon SectionView  Schnittansicht einfügen [Section View]
    Schnittansicht erstellen
    • Schnittausrichtung: Blick nach oben
    • Skalieren: ... (machen wir später)
    • Ort der Schnittebene: ... (automatisch erzeugter Wert genügt)
    • OK
  • Ansichten am Rahmen packen und grob positionieren

Eigenschaften: Maßstab, Position, ...

In der Maske Schnittansicht hätte man den Maßstab ändern können, beim Einfügen der Erstansicht wurde gar nicht erst danach gefragt. Hier und in vielen anderen Fällen hilft ein universelles Konzept von FreeCAD: Eigenschaften [Property].

Zu jedem Element von FreeCAD gehört eine Liste von Eigenschaften. Wenn man in der Baumansicht auf das Element klickt, werden seine Eigenschaften unterhalb der Baumansicht angezeigt. Dort kann man viele Eigenschaften nachträglich verändern.

Damit Sie ein Gefühl dafür bekommen, werden wir einige Eigenschaften in der technischen Zeichnung betrachten:

Eigenschaften einer Seite

Screenshot PageProperty
Abb.13e Eigenschaften von Page

Die Seiteneigenschaften [Page Property] enthalten einen Maßstab [Scale], der von allen Elementen auf der Seite übernommen wird, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde.

Da alle Ansichten des Tubenwicklers in M2:1 angezeigt werden sollen, ändert man den Maßstab am Besten hier.

Zu tun
  • Baumansicht - Page (anklicken)
    → unter der Baumansicht erscheint der Eigenschaft der Seite (→ Abb.13e
  • Eigenschaft - Page - Scale: 2 (eintippen)
    → sobalb man einen anderen Wert anklickt, werden die Ansichten größer
  • Ggf. die Ansichten auseinander verschieben

Eigenschaften der Vorlage

Screenshot TemplateProperty
Abb.13f Eigenschaften von Template

Hier könnte man die Zeichenblattvorlage ändern, also z.B. die Blattgröße von A4 hoch [A4 Portrait] auf A3 quer [A3 Landscape] wechseln.

Eigenschaften einer Ansicht

Screenshot ViewProperty
Abb.13g Eigenschaften von View

Hier kann man die Position einer Ansicht exakt ausrichten. Normalerweise würde ich das erst tun, wenn die Bemaßung fertig ist, aber wenn wir schon einmal hier sind...

Zu tun
  • Baumansicht - View (anklicken)
    → Abb.13g
  • Eigenschaft - Basis - ...
    • X: 65 mm (eintippen)
    • Y: 150 mm
    • Lock Position: : true (auswählen)
    → in der Grafikansicht ist die Ansicht mit einem Schlosssymbol markiert.
    → verhindert versehentliches Verschieben der Ansicht.
Hinweise
  • Die Position wird von der linken unteren Ecke des Zeichenblattes bis zur Mitte der Ansicht in Millimeter gemessen.
  • Unter HLR Parameters kann man die Darstellungen unsichtbarer Kanten (HLR = Hidden Line Rules) beeinflussen, aber das geht für eine Einsteigerübung zu weit.

Eigenschaften einer Schnittansicht

Screenshot SectionProperty
Abb.13h Eigenschaften von Section

Wenn die Schnittansicht dieselbe X-Position wie die Ansicht bekommt, liegen beide Ansichten exakt übereinander.

Wenn man die Schnittansicht größer darstellen wollte, könnte man zB. Scale: 5 wählen. Dazu gehört auch Scale Type: Custom, sonst kommt der Maßstab der Seite irgendwann zurück.

Mit den Eigenschaften Caption und Section Symbol kann man eine (Schnitt-)Ansicht beschriften. Caption gehört im Gegensatz zu Label zur Zeichnung und wird ausgedruckt.

Zu tun
  • Baumansicht - Section (anklicken)
    → Abb.13g
  • Eigenschaft - Basis - ...
    • X: 65 mm (eintippen)
    • Y: 250 mm
    • Lock Position: : true (auswählen)
    • Caption: Schnitt A - A (eintippen)
  • Eigenschaft - Section - ... (nicht mehr in Abb.13h)
    • Section Symbol: A (eintippen)
      → beschriftet die Schnittverlaufslinie
Hinweise
  • Unter Cut Surface Format kann man die Schraffur beeinflussen, aber das geht für eine Einsteigerübung zu weit. Ich blick's ja selber noch nicht ;-)

Mittellinien

Screenshot Mittellinie
Abb.13i Mittellinie zwischen zwei Linien

"Im Anfang war die Mittellinie", hatte ich einst gelernt, als Schriftfonts noch in Schablonen daher kamen ...

Es folgen zwei Methoden, die schon in FreeCAD 0.19 funktioniert haben. In FC 0.20 sind zahlreiche Werkzeuge hinzu gekommen.

Achtung 1: Im Arbeitsbereich TechDraw dagegen muss man bei Mehrfachauswahlen die Strg-Taste gedrückt halten.

Achtung 2: Ich weiß noch nicht, wie man Mittellinien wieder löschen kann ...

Zu tun
  • Icon Workbench TechDraw  Arbeitsbereich TechDraw
  • Schnittansicht - 2 Linien (anklicken mit gedrückter Strg-Taste)
    → Linien werden grün → Abb.13i
  • Icon 2LineCenterLine  Mittellinie zwischen zwei Linien [2 Line Center Line]
    → Maske Mittellinie erstellen:
    • Stil: Strich-Punkt
      (wählen, denn so steht's in der Norm)
    • OK

 

Screenshot Mittellinie
Abb.13i Mittellinie auf einer Fläche
  • Draufsicht - T-förmige Fläche (anklicken
    → Fläche wird grün → Abb.13j
  • Icon FaceCenterLine  Mittellinie auf einer Fläche [Face Center Line]
  • ...

--- Achtung, ab jetzt folgt Baustelle ! ---

Bemaßung

Schriftfeld

Tabelle einfügen

Ansichten exakt positionieren

Tabellen

  • Icon TechDraw_SpreadsheetView  Tabellenansicht einfügen
  • Vorgehensweise:
    • AB TechDraw:
    • Tabelle [Spreadsheet] in der Baumansicht markieren
    • Tabellenansicht einfügen → Fügt den Zellbereich A1:B2 ein.
    • Eigenschaften eines Tabellenblattes: Gewünschten Zellbereich in Cell Start und Cell End eingeben.
Tipps & Tricks

Beliebige Schnittverläufe

  • TechDraw 0.20 kann standardmäßig nur gerade Schnitte darstellen.
  • Für beliebige Schnitte kann man ...
    • ... eine Kopie des Bodys anlegen und das gewünschte Material entfernen
    • ... die geschnittene Kopie als Ansicht einfügen
    • ... die Schraffur manuell zuweisen
    • Schnittverlaufslinie?
    • → FreeCAD-Wiki Beispiel von Shalmeneser (Sat Sep 18, 2021, 7:55 pm)

Bemaßungen, Ansichten bemaßen

Bemaßungen wird an Fangpunkten. Die Menge der Fangpunkte kann man in den Eigenschaften der Ansicht - Iso Count beeinflussen. Je höher der Wert, desto mehr Fangpunkte gibt es.

Mittellinien u.ä.

In FreeCAD 0.20 sind eine Menge neuer Zeichnungslemente hinzugekommen. Hier notiere ich meine Erfahrungen wie sie kommen.

  • Icon TechDraw_ToggleFrame  Mittellinien eines Kreises ["Fadenkreuz", Circle Center Lines]
    • Erstellt eine "Fadenkreuz" in einer Bohrung.
    • Bietet eine Maske an, mit der man Linienarten, Linienbreiten usw. einstellen kann.
    • Wenn die Maske einmal geschlossen ist, habe ich noch keinen Weg gefunden, die Fadenkreuze zu bearbeiten oder wenigstens zu löschen.
    • Das Fadenkreuz wird offensichtlich aus zwei Linien (waagerecht, senkrecht) gezeichnet, die man einzeln anwählen kann.
    • Nach dem Bemaßen sind mir regelmäßig die Maße versprungen von der Mitte des Fadenkreuzes zum Ende einer der Linien. Vielleicht muss man genau darauf achten, welche der beiden Linein man erwischt. Besser wird es wohl sein, die kleine Mittelpunktmarkierung zu bemaßen, die TechDraw automatisch liefert.
    • Diese Fadenkreuze verschieben sich sehr häufig. Vielleicht hängen sie am Ende des topologischen Benennenungsproblems.

Anhänge

Alternativer Arbeitsplan

  • FreeCAD Wiki:
  • Fachlehrerseite.de: Bemaßung von Zeichnung mit FreeCAD v0.18 von Bernhard Seibert
  • FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich PartDesign enthält neben Erklärungen auch Listen aller Funktionen und Einschränkungen mitsamt den Links zu detaillierten Beschreibungen.
  • FreeCAD Wiki: PartDesign - Formelemente bearbeiten erklärt, wie mit PartDesign gearbeitet werden soll. Das würde ich nicht gleich, aber bei Gelegenheit lesen, weil es hilft, einige Probleme mit dem Konzept von PartDesign zu vermeiden.
  • FreeCAD Wiki: Arbeitsbereich Skizzierer enthält neben Erklärungen auch Listen aller Funktionen und Einschränkungen mitsamt den Links zu detaillierten Beschreibungen. Das finde ich gut, weil ich da nix erklären muss ;-)
  • Leider sind in FreeCAD auch vollständig bestimmte Skizzen nicht immer stabil, also sicher vor überraschenden Veränderungen → Details (interner Link)

Notizen