入門ガイド3.1 Part 作成系ツールの特徴とプリミティブ（基本形状）の種類

3DCAD初心者のためFreeCAD-BIM入門ガイド

S.3　3Dモデリング機能

　FreeCADには3D形状を作成するツールとしてPartワークベンチとPartDesignワークベンチがあります。技術ドキュメントによると、Partワークベンチはソリッドとブーリアン演算（ユニオンとカット）で、複雑な形状を構築することを目的とする従来の方法を提供しており、PartDesignワークベンチがパラメトリック変換で形状を構築するための最新のワークフローを提供するとなっています。

PartDesignワークベンチは、ボディというオブジェクトの中に、単一のSolidを作成するワークベンチで、PartDesignのツールはボディの中でしか使えないという制限があります。機械設計には最適なモデリングツールであるかもしれませんが、建築モデルで使うには問題があります。

PartワークベンチとPartDesignワークベンチのもうひとつの大きな違いは、PartワークベンチはDraftワークベンチとSketcherのどちらで作成した2Dオブジェクトでも使用できるのに対して、PartDesignワークベンチはSketcherで作成したSketchしか使用できないということです。

現段階ではBIMワークベンチには、Partワークベンチのツールが採用されているので、まずはPartワークベンチを確認してみます。

■Partワークベンチの作成系ツール

　3Dツールは、作成系（3D形状を作成するもの）と削除系（3D形状から特別な形状を削除するもの）と編集系（3D形状の合成や削除、分割するもの）に分けて考えることができます。

　作成系のツールは、主に２Dオブジェクト（ベースオブジェクト）を押し出して、３D形状（ソリッド）を作成します。Partワークベンチの作成系のツール（押出し、回転、ロフト、スイープ）のうち、BIMワークベンチに含まれているのは押出し（Extrude）だけです。

押出し（Extrude）は、2Dオブジェクトを真っすぐに押出して３D形状に変換します。

2D形状を選択し、Extrudeツールをクリックすると、タスクタブにオプションが出て、押出し方向を選択することができます。

・標準は法線で、面に垂直な方向です。

・エッジに沿ってを指定すると、Lineを指定して押出し方向と長さを決めることができます。

・カスタム方向は、XYZ軸方向への押出しです。

・押出し長さは順方向と逆方向をそれぞれ設定できます。

・ソリッド作成をONにしてソリッドにします。

押出しは、3D形状を作成する最も基本的なツールです。

その他のツールを使うときは、Partワークベンチに切り替えます。

 回転は、XYZ軸または、参照の選択をクリックして指定した3D空間の線を軸にして、回転体を作成します。　

　Draftワークベンチの回転（図形の回転）とは別のものです。

 ロフトは、複数のプロファイル（断面形状）を滑らかにつないで立体化します。

プロファイルは開いたWireでも可能です。

どのポイントをつなぐか指定できないので、不規則なプロファイルは想定外の形状になることもあります。

ロフト対象の形状を選択し、矢印で右の窓に移動して、OKで立体化します。

線織面をONにすると、プロファイルをひとつずつつないでいくので、連続線でつないだような形状になります。

 スイープは、プロファイルを経路に沿って滑らかに押出して立体化します。

　　２つのパターンで作成できます。

1.　複数の異なるプロファイル間を経路に沿ってつなぎます。

　プロファイルの形状、パスの形状が複雑な場合、エラーになります。

　パスの曲率が大きいと形状が崩れます。

2.　ひとつ、または複数の同一形状プロファイルを、経路に沿って押し出します。

　プロファイルと経路は離れていても作成できます。その場合、始点とプロファイルの相対関係を維持したままで押出します。

（プロファイルと経路が接していれば、失敗することは少なくなります。）

スイープの操作は少し複雑です。

スイープの対象を選択し、矢印で右の窓に移動します。

窓下のスイープ経路のボタンをクリックしてから、経路の線を選択します。

終了をクリックして経路を決定、OKをクリックして立体化します。

異なる断面形状を滑らかにつなぐのがロフト、断面形状を経路に沿って押し出すのがスイープと考えた方がよいかもしれません。

■プリミティブという基本形状を使う

　3Dモデルは、基本的な形状を合成して形を組み立てていきます。立方体や円柱、球体のような形状はプリミティブという基本形状を呼び出した方が、編集ツールで作成するより簡単です。

プリミティブは、Partワークベンチで基本形状を作成するためのツールです。

平面　　　 ボックス　 円柱　　　 円錐　　　 球　　　　 楕円体　

 トーラス　 プリズム　 くさび　　 らせん　　 スパイラル　 円

Ellipse　　 ポイント　 Line　　　 正多角形

パラメーターに数値を入れて作成をクリックすると、XY平面（作業平面上面）に形状を自動生成します。使い方は、デフォルトで数値が入っているので、作成してモデルと比較すればパラメーターの意味はすぐにわかります。ラセンとスパイラルは少し特殊なので、それだけ説明します。

ラセン　　　ピッチ：　一回りするまでの高さ　　　　　　高さ：　　作成するラセン全体の高さ

　　　　　　半径：　　回転半径　　　　　　　　　　　　角度：　　１回転当たりの外側に広がる角度

スパイラル　線間：　　１回転した時の外側に広がる長さ

　　　　　　回数：　　作成する回転の回数　　　　　　　半径：　　開始位置の半径