FreeCADでBIM建築モデルを作成する

　FreeCADの建具ツールは、自動的に壁の切抜きができるので便利なのだが、プリセットの種類が少ないのが問題である。そこで、建具のプリセットをカスタマイズして標準外の建具を作成する方法を検討する。 　FreeCADの建具はベースオブジェクトのスケッチと部材のコンポーネントで構成されている。これを編集すれば標準の建具を別の形式に変形することができる。 　Sketcherでベースオブジェクトを作図し建具に変換する方法もあるが、手続きが多く手間がかかるので、標準建具のベースオブジェクトのSkechを編集する方が簡単である。 建具のベースオブジェクトSkechの編集方法は、 05.1建具のプリセットを確認する と 05.2建具プリセットを加工する で検討している。 修正した建具を複写して、別の壁で使うときには、プロパティHostsで該当する壁をリンクすれば、壁を自動的に切り抜きすることができる。 プリセットを増やす方法として、アドオンマネージャーでParts Libraryワークベンチをインストールすることが技術ドキュメントに記述されている。 試しにParts Libraryワークベンチをインストールしてみると2G程度の容量が必要であった。 インストールすると窓作成ツールのプリセットで62種類の建具パターンが追加されるが、すべてが使えるわけではない。 形状は複合的なものが多いが、パラメーターの数は変わらないので、細かい部分の寸法はベースオブジェクトのSketchを加工して調整することになるのではないだろうか。 どこまで使えるかは、種類が多いので今後の検討課題である。 Parts Libraryワークベンチには建具以外にも多数のモデルが登録されている。 ライブラリツールをクリックするとライブラリーブラウザでモデルを呼出すことができる。 この記事では、標準のプリセットを加工して基本的な形状を作成する練習をする。 まず、標準のプリセットを作成して形状を確認する。 枠の見付け（H1）は20とし、枠奥行（見込）100となるように設定する。 建具枠の奥行寸法（見込）がW1で設定した寸法にならないことについては、 建具（扉、窓）ツールの奥行寸法（見込）を調整する で対策を検討済みである。奥行寸法は、今のプログラムではW1+H1-W2で決まるので、この数値を変えて調整する。 ドアツールと窓

　FreeCADの柱・梁ツールは、プリセットという登録された鋼材の断面を使って鉄骨の柱や梁を作成することができる。 　プリセットのファイルを編集することで、部材を追加できることは以前に書いたことがあるが、必要な部材を何度も追加するのは手間がかかるし、追加方法を忘れてしまうこともあるので、この記事で編集方法を整理しJIS規格の鋼材をまとめて登録したファイルを作成する。 　プリセットで登録できるのは部材の寸法と板厚までで、面取り半径やテーパーは表現できない。詳細な断面を使って鋼材を作成したい場合には、断面図を作図し（または別のファイルからコピーして）柱梁ツールで建築オブジェクトに変換する必要がある。 　FreeCADに最初から登録されている部材は海外の材料なので、JIS規格のように国内で流通している部材は先に登録しておきたい。 編集したprofiles.csv のダウンロードはこちら ■ファイルの場所 　プリセットデータの登録は、FreeCADフォルダの次のファイルを編集する。 （パソコンの管理者権限がないと、このフォルダ内のファイルのコピーや置き換えができないので、会社などで使用中のガードのかかったパソコンでは、この記事の操作はできないと考えた方がよい。） C:\program Files￥FreeCAD 0.**￥data￥Mod￥Arch￥Presetsの中のprofiles.csv profiles.csvを編集するときは、いつでも戻せるように、元のファイルをコピーして profiles.csvorgのように拡張子を変更して保存しておく。 フォルダ内のファイルを直接編集しようとすると、「ロックされている」エラーとなり編集することができない。 profiles.csvをデスクトップにコピーして、メモ帳アプリで編集する。 csvファイルは、エクセル等の表計算ソフトでも編集できるが、文字のコードが違う部分があるのか、データが壊れてしまうことがあったので、メモ帳アプリで編集することにした。 （エクセルでも文字エンコードをUnicode（UFT-8）にすれば、編集できることもある。） ■ファイルの構造 profiles.csvを右クリックし、プログラムから開くでメモ帳を選択する。 ファイルを開くと上部にコメントが入っている。 （＃のある行がコメント行になる。） # Dat

　家具のモデリングで、もうひとつ特殊なものはねじれた曲面である。 　ねじれた面を作成するのは簡単で、ねじれた位置関係にある図形を作図し、ロフトツールや線織面（RuledSurface）でつなぐだけでよい。 　スイープツールを使えば経路を指定できるので、さらに複雑な形状を作成することができるが、それだけ設定も難しくなる。 ２本の線であれば線織面（RuledSurface）で、複数の線または面であればロフトツールで立体化することができる。 （線織面ツールは、ロフトツールの２本の線に対する部分を抽出した機能ともいえる。） FreeCADのロフトツールには基本的な制限があり、一度に90度以上ねじれた形状を作成することができない。（どうしても１回で作成したい場合はスイープツールを使う。） ■ロフトツールは最も近い点をつなげる。 作業平面を上面にする。Sketcherで、長方形100×100を作図する。 できたSkechをコピー＆ペーストで複写し、２つ目のSkechをPlacementでZ=100移動する。 ２つのスケッチを選択して、横に３回複写し、それぞれの上のSkechを2D回転ツールで30度、45度、60度回転する。 ロフトツールでSkechを２つずつソリッドに変換する。 30度、45度とねじれが発生しているが、60度は逆方法にねじれている。 ロフトツールでは、2つの図形の頂点の数が同じ場合は、最も近い頂点をつなげる。 したがって、正方形の場合は、45度以上になると逆方向の頂点とつながる形となる。45度の場合は、計算上ソフトが近いと判断する点につながるので、必ず30度と同じ方向になるとは限らない。 頂点の数が異なる場合は、図形のそれぞれの頂点と別の図形上の最短距離となる点をつなげる というルールがある。 ■ロフトツールはねじれていない部分を含めて滑らかな曲線を作成する。 複数の断面をロフトでつなぐ場合、ロフトはすべての断面を滑らかにつなぐので、ねじれていない部分も曲線になる。 Sketcherで、正方形100×100を作図する。 コピー＆ペーストでスケッチを複写し、Placementまたは移動ツールで50ずつ上方向に移動する。 下から3と6番目を30度回転する。4と7番目を60度回転する。 横に2回複写し、最初のブロックをロフトでソリッドに変換する。オプションはソリッドを