FreeCADでBIM建築モデルを作成する

　これまでの3DCADでは図面を下書きにしてモデルを作成していたが、モデルと図面はリンクしていないので、変更が自動的に反映されることはなかった。 　BIMはモデルと図面がリンクしていることで、モデルを変更するとリンクしたすべての図面に変更が自動的に反映される。これまでは、図面の一部を変更するとその図面の関連部分を修正し、さらに関係するすべての図面を修正していたが、その手間を大幅に軽減することができる。 　FreeCADのBIMワークベンチでも、モデルと図面をリンクすることで、モデルの変更を図面に反映できる機能が備わっている。モデルから図面を作成する操作はBIMソフトによって違っているが、モデルと図面を一体的に作成する考え方は共通である。 ■用語の注意点 　FreeCADでは図形をレイアウトする用紙のことをページ（オブジェクト）と呼び、モデルを変換して作成したページ上の図形のまとまり（例えば平面図）をビュー（オブジェクト）と呼ぶ。 ページ上のビューは、作業ウインドウの上面ビュー、前面ビューといった視線方向を表すビューとは別物であるが、同じビューという単語を使っているのでまぎらわしい。 作業ウインドウの上面ビューをページに挿入して、平面図ビューにするというような表現になる。 ■設計図への寸法の記入方法 FreeCADには、作業平面に記入するためのBIMワークベンチ（Draftワークベンチ）の寸法ツールと、図面ページに直接記入するためのTechDrawワークベンチの寸法ツールがある。Sketcherにも寸法を記入するツールはあるが、拘束ツールなので寸法作成ツールではない。 図面に寸法を記入する方法は、チュートリアルやビデオを見ると次のような方法が紹介されている。 1.　作業ウインドウの上面ビュー、前面ビューなどをページに挿入する。 　　TechDrawワークベンチの寸法ツールですべての寸法を記入する。 （FreeCADで図面に寸法を入れる方法として、図面作成と併せて一番よく説明されている。） 機械部品など三面図を図面化する場合には有効であるが、建築のように同じ寸法の繰り返しが多く、断面オブジェクトを多用する図面では同じ操作を繰り返さなければいけない。 さらに、現在のバージョンでは、断面オブジェクトを挿入したビューは図面にスナップできないので、正確な寸法を計測できないという...

断面オブジェクトができたら2D図面のページを作成し、各図面のビューを挿入して、TechDrawワークベンチで図面の形式を整える練習をする。 図面要素、通り芯、寸法、文字など複数の要素を合成して1枚の図面として完成するためには、いくつかの方法を組み合わせることになる。 うまく動作しない機能もあるので、その対策も検討する必要がある。 ■TechDrawでページ作成と断面オブジェクトビューの挿入 ここで図面の形式を調整してから、TechDrawに持ち込むところであるが、作業の概要を知るためにTechDrawへの移行を先に確認する。 BIMワークベンチで   ページをクリックすると、登録されているテンプレートの一覧が出るので、今回はA1_Landscape_ISO7200_Pep.svgを選択してページオブジェクトを生成する。 （Landscapeは横置き、Portraitが縦置きである。） ページツール でテンプレートが表示されない場合は、TechDrawワークベンチに移動して、テンプレートを使用してページを挿入ツール をクリックして、テンプレートのフォルダを呼出してキャンセルすれば、ページツール でもテンプレートのフォルダを呼出すことができる。 今回は１枚の図面にレイアウトしたいので、A1サイズ横（840ｘ600）とした。建物は32ｍ×21ｍ　高さ16ｍであるから、縮尺1/100　縦横２列でレイアウトできる。 モデルタブにページオブジェクト：A1_Landscape_ISO7200_Pepができているので、これをダブルクリックすると作業ビューにページが表示される。 モデルタブでSectionを選択し、   ビューツールをクリックすると、ページ中央に平面図が表示される。 もし「Section」という文字が小さく表示されるなら、スケールの自動設定が失敗しているので、後で説明する方法でプロパティを修正する。 モデルのデータ量が大きいと、表示されるまでに時間がかかる。今回の平面図では15秒程度であった。データ量が大きくなるともっと長くなることもある。 レイアウトで図面ビューをドラッグして、用紙の左上に寄せる。 Section001、002も同様にして、ビューを挿入し、右上と右下にドラッグする。 断面図は90度回転しているので、プロパティRotationで向きを...

　BIMアプリケーションは、モデルの作成と変更が簡単なところが特徴であるが、3Dモデルに連携した二次元図面を作成できることも重要な要件である。 BIMは、モデルと2Ｄ図面がリンクしていることで、常に図面間の整合性を保つことができるとともに、構造、設備、コストを含めたデータの一括管理を可能にするシステムを構築している。ただし実際には、現在のBIMは高額なソフトでも、図面に関しては詳細図レベルでリンクするところまでは完成していない。 BIMとしての機能を求めるなら、モデルと図面のリンクはどうしても必要となるので、3Dモデルを2D図面に変換し、いつでも使うことができる方法を検討しておきたい。 Revitのような高額なBIMでは、各階平面は2D図面として表示されるので、図面を見ながらモデリングすることが可能になっている。断面図や3Dビューも、いつでもどの位置でも見ることができるので、モデルと2D図面がスムーズにつながっている。 （どちらかと言えば、2Dで柱壁などの部材を配置しながら図面を作成していくと、モデルができてくるイメージで、形を見ながら編集をする3DCADとは少し進め方が違っている。） FreeCADでは、モデリング作業中の上面ビューや正面ビューがそのまま2D図面になることはないので、図面の形式を整えるために、手を加える必要がある。TechDrawワークベンチはモデルから図面を切出すことのできるツールであるが、図面を編集してモデルにフィードバックすることはできないので、モデルを正確に作成することが重要になる。 ■平面図断面図の作成のためのツール 3Dモデルから直接2Ｄ図面を抽出するために、FreeCADのBIMワークベンチでも図面を作成するための機能を提供している。 モデルから2D図面を作成することに限れば、BIMワークベンチにあるツールでほとんどの作業は完了する。後は、TechDrawワークベンチで図面のレイアウトを整えるだけである。 BIMワークベンチには、モデルを2D図面に変換するために次のツールがある。   断面オブジェクトの作成： 切断面を作成し、断面オブジェクトをモデルタブに追加する。 断面オブジェクトは、平面図、断面図として使用できる。切断面を建物の外に移動すれば、立面図にすることもできる。   ページ：（TechDrawと共通） テ...

　FreeCADにはモデルを２D図面に変換するために、TechDrawワークベンチがある。（他にDrawingワークベンチがあるが、TechDrawに移行する方向である。） 技術ドキュメントによれば、TechDrawワークベンチで図面を作成するフローは次のようになっている。 1.　ページを作成し、ビューを挿入する。 2.　ビューのプロパティを調整し、図面をレイアウトする。 3.　寸法を記入し、ハッチング、画像等の情報を追加する。 4.　図面のタイトル、フォーマットを調整する。 5.　図面を保存、エクスポートする。 TechDrawワークベンチは2D作図ツールではないので、作図機能はない。しかも、2D作図ツールであるDraftワークベンチの作図ツールは、TechDrawのページ上に作図することはできない。 TechDrawは、3Dモデルを三面図のような図面に変換し、レイアウトして断面図や透視図を追加したり寸法注釈を記入して、図面をまとめるための機能を提供している。 FreeCADは2D製図用のCADではないので、詳細な設計図が必要な場合は、データをエクスポートして製図専用の2DCADで図面を作成することが推奨されている。 建築図面の場合は、三面図よりも平面図や断面図のようなモデルの切断面の図が必要になるので、BIMワークベンチにある断面オブジェクト作成ツールにより切断面を作成する。切断面ができたらTechDrawワークベンチでレイアウトして図面を作成する。 （建築の平面図、断面図の作成方法については別の記事で説明する。） TechDrawのツールについて、概要を確認する。建築図面を作成するために必要な機能の動作確認をしているので、必要のないものについては説明できない項目もある。 BIMワークベンチに含まれるツール   断面オブジェクト作成 ：切断面を作成し、断面オブジェクトを作成する。 断面オブジェクトは、平面図、断面図、立面図などの2Dビューとして ページに挿入できる。 切断方向と位置、切断対象のオブジェクトを設定できるので、いろいろな断面図が作成できる。 基本的な使い方は、オブジェクトを選択してから、ツールをクリックすると作業平面と平行に切断面ができる。オブジェクトを選択していないとXY平面に切断面ができるので、プロパティを調整して位置や方向を変更すること...