FreeCADでBIM建築モデルを作成する

■ポイントを正確に指定する 　CADで作図する時に、ポイントを指定するには、画面をマウスでクリックするだけでは正確な位置を決めることができません。CADを使うためには図形は正確な位置と長さを決めることが必要です。 正確な位置を決めるには次のような方法があります。 １． グリッドとスナップ で位置を決める。 ２． 座標 を入力する。 ３．作図後にプロパティ Placement で修正する。 １． グリッドとスナップ で位置を決める。 グリッドとスナップを使って、マウスでポイントを指定します。グリッドはCADで作図するためのガイドラインで、作業平面上に表示されます。 ここからのスナップの説明は、主に2DCADでの操作ですが、3DCADでも同様にスナップ機能は有効です。スナップを使えば図形の上のポイントを正確に指定できるので、3Dビューでモデルを見ながらモデリングすることができるようになります。 例外として、FreeCADには、スナップや座標が使えないSketcherワークベンチがあります。Sketcherはスナップや座標の代わりに拘束を使って図形の位置を固定します。Sketcherは特殊なツール群なので、別の箇所で説明します。 スナップ とは、ビューにすでに図形がある場合に、図形の特定の点に位置を合わせる機能です。 （画面で目視で点を重ねても正確に一致させることはできないので、スナップという機能を使って正確に位置合わせします。） スナップはツールバーにアイコンが表示されているので、クリックしてON/OFFを制御します。一時的に一括OFFすることもできます。 FreeCADは、一般的なCADのスナップ機能を装備しています。   スナップロックは、　 設定しているスナップを有効または無効にすることができます。 図形の特定の点として、以下の場所に位置合わせすることができます。  線 の端点　　　　　　　　　　　　　　　  線 の中点   面と円形の線の中心点　　　　　　　　　   30°と45°の倍数で、円形の線の基本点   2つの線の交差 　　　　　　　　　　　　  線 の垂直点   オブジェクトの特殊点（配置基準）　　　   面または線の最も近いポイント 図上にはない仮想の線にもスナッ...

■標準設定 　メニューバーの編集で、プルダウンメニューの最下段の［設定］をクリックすると、設定のウインドウが開くので、ここで標準的な条件を設定することができます。 　各ツールのオプションやプロパティで設定した場合には、標準設定には保存されないので毎回設定することが必要になります。 1.　標準＞　標準＞　言語で 　日本語を選択 すると、メニューやプロパティ、ツールの説明などの対応している部分を 日本語表示にする ことができます。 2.　標準＞　標準＞　起動で　 起動後に自動ロードされるモジュールを　BIM に変更します。 3.　標準＞　ドキュメント＞　標準で　 □起動時に新しいドキュメントを作成をON にします。（毎回新規作成をしなくても、作業を開始できます。） 4.　標準＞　選択範囲＞　 □対応するオブジェクトが3Dビューで選択された場合にツリーアイテムを自動的に展開をON にします。 5.　標準＞　単位＞　単位で 単位を設定 します。 単位の設定の単位系を　標準（ｍｍ/kg/ｓ/度）にします。小数点以下桁数は、0または1。 6.　Draft＞　グリッドとスナップ＞　作業平面の グリッド間隔を100ｍｍ にします。（建築用） 7.　Arch＞　全般的な設定＞　オブジェクトの作成で　□ 壁の自動結合はON にします。 　　 □可能な場合には壁のベーススケッチを結合はOFF にします。 　（壁は結合したように見えますが、それぞれの壁を区別することができます。） 8.　Sketcher＞　標準＞　 Sketcherで 　 　　グリッドの表示はON、　 グリッドサイズは100ｍｍ、　 グリッドにスナップはON 9.　表示＞　色＞　背景色で　作業ウインドウの色を変えることもできます。 ■ビューと表示スタイル 　ビューとは、作業ウインドウでモデルを見る方向です。 3Dでモデリングするためには、いろいろな角度でモデルを確認しながら作業を進める必要があります。 マウスの中央ボタン+左または右ボタンで、画面を回転することはできます（任意の方向から立体的に見るので3Dビューという）が、標準の方向から見る場合は、ツールバーのアイコンで、前後上下左右の方向を選択します。  は、アイソメで45度方向からの等角投影図です。 全体表示や表示スタイルの変更もできます。 全体表示は、 です...

■オブジェクトの階層構造 　FreeCADのデータは操作の履歴が残る階層構造になっています。 実際のデータでその構造を確認してみます。 （このデータ構造はDraftとPartワークベンチのツールを使う場合のデータです。Part Designワークベンチの場合は、少し並ぶ順序が違いますが、同じように操作の履歴が残ります。） まず、①Rectangleで四角形を作図します。 ②RectangleをExtrudeで押出して立体にします。 　 ③できたExtrudeを２回複写して、Extrude001とExtrude002を作成します。 （ExtrudeのベースになったRectangleは同じものが使われているので、Rectangleの形状を変更すると、Extrude、Extrude001、Extrude002のすべてに変更が反映されます。） ④Rectangle002をArrayで配列複写（X２回、Y３回）します。 形状を変更したり、モデルが増えるたびに新しいオブジェクトができて、そのオブジェクトのベースになった古いオブジェクトは下層に移動していきます。 ひとつのオブジェクトに対して操作を続けると新しい階層が追加されていきます。分離したオブジェクトを作成すると、別のオブジェクトが作成されますが、ベースが同じであれば同じオブジェクトが下層にコピーされます。 操作は、下層から上層へ、上のオブジェクトから下のオブジェクトへと流れていきます。 ■オブジェクトのプロパティ（属性） 　FreeCADのデータ（オブジェクト）にはいくつか種類があることは、ソリッドモデルのところで書きましたが、プロパティの構造からその違いを見ていきます。 FreeCADのオブジェクトは、基本的にはWireとFaceとSolidに分類されます。 線のデータの基本はWireです。Edge、Lineというオブジェクト名になることもありますが、それは操作ツールの名前です。 面はFaceです。Rectangle、polygonなども操作ツールの名前です。 立体のSolidも作成方法によっていろいろなオブジェクト名が付きます。 Solidを建築オブジェクトに変換すると、部材の名前が付きます。 基本的な形状（プリミティブ）を直接作成する場合と、ベースになる形状を操作してFaceやSolidを作成する場合でプロパティが違...

■インストールとアドオンマネージャー 　FreeCADはネット上のホームページからダウンロードすることができます。 ダウンロードしたファイルをダブルクリックすれば、インストールすることができるので、特に難しいことはありません。 　BIMワークベンチは標準では装備されていないので追加します。 　FreeCADｖ1.0.0からはBIMワークベンチが標準で装備されたので、アドオンマネージャーで追加する必要はありません。 メニューバーのツールをクリックし、アドオンマネージャーをクリックすると、ワークベンチ選択の窓が開きます。BIMを選択し「選択をインストール/更新する」をクリックします。 追加が完了すると、再起動を求められるのでOKすると、ソフトが一度終了して再起動します。（パソコンの再起動ではありません。） ツールバーの中に　[→Start　] というアイコンがあるので、クリックするとワークベンチのプルダウンメニューが出るので、その中からBIMをクリックすればBIMワークベンチに切り替わります。 ■画面の構成 　FreeCADの画面構成です。 上部に、メニューバーとツールバーがあります。ツールバーの中にワークベンチを切替えるためのアイコンも含まれています。 ツールはいくつかのツールバーに分かれていて、ドラッグすれば位置を変更することもできます。 メニューバーの表示メニューまたは右クリックで表示状態を変えることができます。 左側はコンボボックスです。 ・モデルタブでデータの階層構造を表示します。ここでオブジェクトを選択することができます。 ・タスクタブで操作中の操作ガイドとオプションの設定ができます。 　（ツールを選択すると、オプションが必要な場合には自動的に表示が切り替わります。） ・ビュータブで作業ウインドウでのオブジェクトの表示状態の設定、変更ができます。 ・データタブでオブジェクトのプロパティを設定、変更できます。 （ビュータブとデータタブは自動的に切り替わることがないので、必要な時に切り換えてパラメーターを確認します。） 下段は、レポートビューとステイタスバーで作業中のコメントなどを表示します。 ■ワークベンチ 　ワークベンチは、FreeCADの多数のツールの中から特定の作業のためのツールを集めたツール群です。標準でも20以上のワークベンチが登録されていますが、ア...

3DCAD初心者のためのFreeCAD-BIM入門ガイド 　このガイドは、3DCAD初心者のためにFreeCADの特徴とBIMモデリングツールの概要を紹介することを目的としています。FreeCADの操作の詳細については、ブログ本編の説明とモデリング練習を読んで実際に操作して確認してください。 　2DCADについてある程度の知識があることを前提にしているので、CADについての一般的な説明は省略することがあります。2Dから3DCAD、さらにBIMへの移行の手掛かりとなることを願っています。 ガイドの構成 　特徴、基本的な設定、機能 　2D作図ツール 　3Dモデリングツール 　BIMモデルの作成 　その他の機能 　 ツールの操作を試してみるために、操作ガイドも作成しました。 S.1　FreeCADの特徴と基本的な設定 ■FreeCADとは 　FreeCADはオープンソースの汎用パラメトリック3DCADモデラーです。完全に無料で、何かを登録する必要もありません。 　FreeCADは多機能なCADソフトで、使用目的に応じてワークベンチというツール群を使い分けて操作します。最初にインストールした時はスタートというワークベンチなので、ほとんど何も機能がないように見えますが、ワークベンチを切替えることで一般的なほとんどの3DCADの機能とツールを利用することができます。 建築では主にBIMワークベンチを使います。 ■パラメトリックモデラー 　FreeCADはパラメトリックモデラーです。パラメトリックとは、パラメーターで形状を変更できることを意味し、モデル作成後に途中の操作の変数を変更して形状を修正することができるということです。 　コンピューターソフトはデータを数値で保存します。（音楽や画像であっても数値に変換して保存します。）CADでデータを作成するということは、何かの計算をしてその答えを記録することです。 　例えば、1+2＝3という計算をしたとすると、これまでのCADはその答えの3を保存します。3を4に変更したい場合は、3+1として新しい答え4を保存します。これはダイナミックモデラーといわれる形状そのものを記録するモデリングです。データを見ても、4という答えがどのような操作でできたかを知ることはできません。 　パラメトリックの場合は、1+2という計算式の部分を保存します。4にす...