オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図（ドラフト）、有限要素法解析（FEM）、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第5回では、標準搭載されていないプラグインのワークベンチの中から、板金の曲げを設計する「Sheet Metal」とネジなどを自動付加する「Fasteners」を取り上げる。

» 2020年09月11日 10時00分公開

[小林由美，MONOist]

　これまで、FreeCADによる3Dモデリングや2D製図の基本的な操作について説明してきたが、以降は標準搭載されていないプラグインのワークベンチで、よりモデリングを便利にする機能を紹介していく。今回は、板金の曲げを設計する「Sheet Metal」と、ネジなどを自動付加する「Fasteners」を試してみた。

　なお、プラグインのワークベンチは、画面上のメニューバーの［ツール］－［Addon manager］から簡単に追加できる。

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板金部品を設計するのに便利な「Sheet Metal」

　通常の3Dモデリングでも、「押し出し」などを駆使すれば板金部品の形状を設計できる。ただし、その場合は曲げが施された最終形であって、部品図に起こし、展開図（ブランク図）を描くとなると、頭の中で曲げが解かれた形状を思い浮かべて作業する必要がある。また、そもそも板金部品の完成形状を描くにしても、板厚に応じた曲げ逃げを入れるなど、加工を考慮した作図が求められる。

　そこで、ミッドレンジ3D CADによく付属しているのが、展開図も完成形状も想定したモデリングが可能な「板金（シートメタル）」の機能だ。本連載の主役であるFreeCADにも、プラグインのワークベンチ（Sheet Metal）として板金機能が存在する。今回使用したSheet Metalのバージョンは「V0.2.43」である（原稿執筆時点）。

図1　「Sheet Metal」のワークベンチ

　なお、今回使用したSheet Metalのワークベンチを用いようとすると、ワークベンチエラーが出現する。一度ワークベンチを閉じてから選択し直すことでエラーは表示されなくなるが、次回FreeCADの起動時にまた表示されてしまう……。

ベースとなるスケッチを描く

　フィーチャーやスケッチなどの要素が存在しないと、Sheet Metalのアイコンはどれもアクティブにならない（グレー表示のまま）。そのため、Sheet Metalの機能を使用する前に、スケッチでベースとなる形状を描いておく必要がある。ということで、まずは「Sketcher」ワークベンチに切り替えて、XY平面にスケッチをする。

図2　「Sketcher」ワークベンチで四角いスケッチを作成［クリックで拡大］

　スケッチが完了したら、再びSheet Metalワークベンチに戻る。

図3　再び「Sheet Metal」ワークベンチに戻る［クリックで拡大］

スケッチから板金を作成する

　先ほど作成した四角いスケッチをフィーチャーツリーの中で選択すると、「Create a sheetmetal wall from a sketch（スケッチから板金を作成する）」がアクティブになる。これをクリックすると、いきなり平板が作図され、フィーチャーツリーの中に「BaseBend」が現れた。しかし、板厚などはどうやって設定するのだろうか？