入門ガイド3.3 PartDesignは先進的なツール群、特徴と制限事項を理解する

■PartDesignワークベンチとは

　PartDesignワークベンチはFreeCADの先進的なパラメトリックモデラーです。技術ドキュメントでは、「複雑な固体パーツをモデル化するための高度なツールを提供します。それは主に、機械部品の作成に焦点を合わせています。」と紹介されています。

　ネットを見ると、FreeCADのモデリングについてはPartDesignワークベンチの説明がほとんどです。PartDesignワークベンチはFreeCADの先進的で効率的なモデリングツールなので、それを説明しないとFreeCADの特徴を説明することにならないことはわかります。

　しかし、PartDesignワークベンチは、やや特殊なツールで、Sketcherというかなり特殊なツールを使わないとモデリングできないため、FreeCADは難しく感じるかもしれません。

　そもそも、FreeCADを使いたいのか、3DCAD（または3Dモデラー）を使って、モデルを作りたいだけなのか、そのあたりの区別がよくわからないのです。

　もうひとつのモデリングツールであるPartワークベンチは、従来のモデリング方法なので、多少でも3Dの知識のある人にはこちらの方がわかりやすいのですが、Draftワークベンチと切り替えながら使わないといけない点だけは、最初は混乱するかもしれません。

　PartDesignワークベンチで作成したオブジェクトをPartワークベンチやDraftワークベンチのツールで加工することも可能ですが、技術ドキュメントでも、そうすることの影響が理解できるまで、それらを混合しないことが勧められています。

■PartDesignワークベンチの特徴

　BIMワークベンチでは、Partワークベンチのツールが採用されています。

　FreeCADは、いろいろな種類のデータを混在させることができるので、PartDesignワークベンチのデータをBIMのデータと混在させることも可能ですが、あまりメリットはありません。

PartDesignワークベンチの特徴を見てみます。

1.　モデルは必ずボディの中にあり、単一の連続したソリッドでなければならない。

　ボディとは、その中でPartDesignのモデルを作成する環境を提供するオブジェクトですが、ボディには複数の分離したソリッドを含むことができません。

分離した別のソリッドを作成するには、別のボディを作成します。ボディはいくつでも作成することができます。ボディをコピーすることもできます。

2.　PartDesignワークベンチのツールは、ボディの中でしか使えません。

　PartDesignのツールは、Partワークベンチのツールと同じように見えますが、加算オブジェクトと減算オブジェクトを作成し、自動的に元のオブジェクトに合成します。（ブーリアン演算は必要ありません。）

Partワークベンチのように、複数のソリッドを作成して、ブーリアン演算で合成するという操作はできません。PartDesignにはソリッドのブーリアン演算というツールはありません。

他のワークベンチで作成したソリッドを、PartDesignのツールで操作することもできません。

3.　PartDesignワークベンチは、Sketcherで作成したベースオブジェクトを立体化してソリッドを作成します。Draftワークベンチで作成した2Dオブジェクトをベースオブジェクトにすることはできません。

（Draftで作成すると、ボディの外にオブジェクトができます。これをボディにドラッグすると、ボディ内のオブジェクトとしてベースオブジェクトで使うことはできますが、FreeCAD本来の操作方法ではありません。）

　PartDesignで使うSketchは閉じたWireです。閉じていないと、ソリッドを作成できないのでツールで操作するとエラーになります。

4.　厚さのない2Dオブジェクトは扱えません。

　ボディは、ソリッドしか含むことができないので、2Dオブジェクトは扱うことができません。2Dオブジェクトを使った編集ツールもありません。

　PartDesignで扱うことのできる2D要素は、Sketchだけです。

5.　PartDesignで作成したボディを他のワークベンチのツールで編集することはできますが、ボディの外にオブジェクトができるので、PartDesignのツールでは操作できなくなります。下層のボティは逆にPartDesignのツールでしか操作できません。

PartワークベンチとPartDesignワークベンチの違いについては、ブログ本編の「09.3+2PartワークベンチとPartDesignワークベンチの基本的な違い」にまとめましたので、興味のある方は読んでみてください。

■PartDesignワークベンチのツール

　BIMモデリングで使用することはありませんが、PartDesignのツールについて簡単に見ておきます。

これは、データム要素といって、作図の基準となる線や面を定義するツールです。機械設計では重要な要素のようですが、建築ではあまり使うことがありません。

（市販BIMソフトのRevitで、ファミリ（部品）を自作するときには、このデータムという用語が出てきます。モデルとリンクするための参照点程度に考えていますが、それでよいのか不明です。）

加算ツール群です。形状を作成し、既存のソリッドと合成します。

Partワークベンチでソリッドを作成し、ブーリアン演算でヒューズすることをまとめたような機能です。

 パッド（Pad）は、Partワークベンチの押出し（Extrude）に相当するツールです。

 回転体や ロフト、 スイープもあります。

 加法ラセンは、ラセン経路に沿って、プロファイルを押し出してソリッドを作成します。

 加法プリミティブは、直方体、円柱のような3Dの基本形状を作成します。

減算ツール群です。形状を作成し、既存のソリッドから重複部分を削除します。

Partワークベンチでソリッドを作成し、ブーリアン演算でカットすることをまとめたような機能です。

減算ツールは削除されるソリッドがないと操作できません。

 ポケットは、パッドの逆で、押し込んだ形状を削除します。

 穴は、選択したスケッチから穴形状を作成し、削除します。複数のスケッチを一度に処理することもできます。

 溝は、回転体を切取ります。 ロフトや　 スイープもあります。

 減法ラセンは、ラセン形状を切取ります。

 減法プリミティブは、直方体、円柱のような3Dの基本形状を作成して、削除します。

ソリッドのミラーや配列複写もありますが、ひとつのソリッドにつながっている必要があります。離れた空間にソリッドを移動複写することはできません。

アイコンでいえば、青いベースになるオブジェクトが必要ということです。

削除系のツールは、Partワークベンチでもソリッドを直接変形していたので、PartDesignでも同じです。

 ドラフトは、面を選択して、傾斜させることができます。

右端にブーリアン演算のアイコンがありますが、これは複数のボディを使用したブーリアン演算というツールです。ボディを使って合成（ヒューズ）ができます。