【初心者向け】FreeCADの基本的な使い方と手順の流れ

投稿日：2022年10月11日更新日：2022年10月13日

完全フリー（商用利用含む）のオープンソース3D CADソフトであるFreeCADの基本的な使い方を説明します。
ここでは基本的なツールのみを紹介していますが、
それだけで多くのものをモデリングできるようになるはずです。
今回使うツールのみでラズパイゼロのケースもモデリングできます。

>> 自作ラズパイゼロケースを3Dプリンター用にモデリング【FreeCAD】

画面の見方
3Dモデルの視点操作
- マウス操作
- アイコン・ボタン
簡単なモデリングの流れ
- ワークベンチの切り替え
基本的なツール・操作
まとめ

画面の見方

FreeCADの画面は下記4つのエリアに分かれています (Fig.1)。

ツールバー： さまざまなツールのアイコンが並んでいます
コンボビュー： 作成中のモデルの構成要素が表示されます
3Dビュー： 作成中のモデルが表示されます
ステータスバー： 選択中の要素名、カーソルの座標、マウス操作のモード等が表示されます

3Dモデルの視点操作

3Dビューに表示されているモデルの視点は、マウスを使った操作や
ツールバーにあるボタン、3DビューにあるCADナビゲーションによって操作できます。

マウス操作

マウスを使った3Dモデルの視点操作は下記の通りになります (Fig.2)。
平行移動 / パン、回転は複数の操作方法があります。
回転のときに、中央ボタンと右クリック（or 左クリック）を同時押するときは、
中央ボタンを先に押します。

選択
- 左クリック
拡大縮小 / ズーム
- ホイールを回転
平行移動 / パン
- 中央ボタン（ホイール）を押しながらマウス移動
- 右クリック中にCtrlを押しながらマウス移動
回転
- 中央ボタン（ホイール）と右クリックを押しながらマウス移動
- 中央ボタン（ホイール）と左クリックを押しながらマウス移動
- 右クリック中にShiftを押しながらマウス移動

上記は、マウス操作を CAD モードに設定しているときのものになります。
マウス操作のモードは、下にあるステータスバーの右側の CAD をクリックすると切り替えられます。
CAD モードの他にも Blender , Gesture , Maya-Gesture , OpenCascade , OpenInventor , OpenSCAD , Revit , TinkerCAD , Touchpad が選択できます。
自分になじむ操作方法を探してみるのも良いかと思います。

アイコン・ボタン

ツールバーにある視点移動アイコン (Fig.3上)を選択することで、3Dモデルの視点の方向を変えることができます。
3Dモデルの正面、上面、右面、背面、底面、左面を画面上に持ってくることができ、
これらはキーボードの1, 2, 3, 4, 5, 6がショートカットに割り当てられています。

3Dビューの右上にあるCADナビゲーション (Fig.3下)を使っても、モデルの視点移動ができます。
矢印を押すと、その向きにモデルを回転できます。

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簡単なモデリングの流れ

FreeCADでは、まず平面上に2D図面（スケッチ）を作り、
それを押し出す or 切り抜くなどで3D化していくのが基本的なモデリングの流れとなります (Fig.4)。
3D化した後はモデルの1面を選択し、その面に再度2次元図面を作成、押し出す（または切り抜く）ことで、
より複雑な3次元モデルができます。
このように「2D図面作成 → 3D化 → 2D図面作成 → …」をしてモデリングしていきます。

2D図面作成では"Sketcherワークベンチ"を、3D化では"Part Designワークベンチ"を使用します。
ワークベンチというのは、モデリングモードのようなものです。

ワークベンチの切り替え

ワークベンチは、ツールバーにあるプルダウンメニューの選択で切り替えられます。
しかし実際はコンボビューから切り替えることが多いかと思います（Fig.5）。

最初はツールバーのプルダウンメニューから"Part Designワークベンチ"状態にしておきます。
この状態で「ボディを作成」と「スケッチを作成」をしていくと、
モデル中にスケッチが作成され"Sketcherワークベンチ"に切り替わります。

上記の最初の準備ができた後は、コンボビューからFig.5のように2つのワークベンチを行き来できます。

"Sketcher" → "Part Design" : "タスク"タブ > "閉じる"をクリック
"Part Design" → "Sketcher" : "モデル"タブ > 編集したいスケッチをダブルクリック

基本的なツール・操作

ここでは基本的なツールのみを紹介します。

修正・手直しのための操作

モデリングの途中でやり直し、修正等をすることが多々あるかと思います。
このときには、下記のコマンドをよく利用します。

戻る: Ctrl + z
削除: Del
保存: Ctrl + s

ソフトが突然強制終了やフリーズすることもあるので、こまめに保存することをオススメします。

Sketcherワークベンチ：基本図形

平面上に2Dモデル（スケッチ）を作成するSketcherワークベンチでは、まず基本図形を使って作図します。

長方形（四角形 / 角丸長方形）
1. アイコン選択
2. 長方形の対角2点（左上と右下 or 右上と左下）をクリック

円
1. アイコン選択
2. 円の中点位置、円周位置、の順に2点クリック

外部ジオメトリー
- （描画中でない他のスケッチからの寸法を補助線として取得）
- （※ 補助線を取得しないと、他のスケッチの形状・位置情報を利用できない）
1. アイコン選択
2. 別のスケッチ上の図形をクリック

外部ジオメトリーは、複数のスケッチがあるときにスケッチ間で寸法情報を受け渡しするときに使用します。

Sketcherワークベンチ：図形の拘束

Sketcherワークベンチで基本図形を描画するだけでは、まだ大きさや位置が確定しません。
オブジェクトを作成するには図形の大きさや位置を拘束して、図形の形状を確定（= 完全拘束）する必要があります。
位置を拘束するときには、原点からの水平・垂直距離を指定するか、完全拘束された図形からの距離を指定します。
完全拘束されていないスケッチは灰色の線で描写され、マウスでドラッグすると変形・移動します。
一方で、完全拘束されたスケッチは黄緑の線となり（Fig.9）、ドラッグしても図形に変化はありません。

拘束条件を設定する方法は、ツールバーの拘束アイコンを選択してから、拘束する場所を選択します。
（逆に拘束する場所を選択してから拘束アイコンを押しても設定できます。）
拘束する場所は3Dビューで選択するか、コンボビューの要素欄で選択し、選択された場所は緑色になります。
後半のモデリングの例で使用する拘束ツールは下記の手順で使用できます。