FreeCAD
1. 개요
프리캐드는 크로스 플랫폼(리눅스,윈도우즈,맥에서 모두 실행)을 지원하는 다목적 파라메트릭 3D CAD 자유 소프트웨어이다.
기계설계 및 제품디자인에 적합할뿐만아니라, 건축 디자인에 최적화된 FEM을 지원하는 Arch BIM 모듈도 있다. 제품 디자인, 기계, 건축, 커스컴 UI 등등에 필요한 부가 기능을 워크벤치 모듈/Addon으로 제공하고 있다. 2019년 3월 정식 버전은 0.18까지 공개되어 있으며 프리뷰 0.19 버전도 주기적으로 업데이트되고 있다. 프리뷰 버전은 설치없이 포터블 형태로 실행가능하다 (멀티버전 실행을 위해 실행파일에 옵션을 지정하거나 SET값을 지정해야한다).
디자인 구조설계 및 편집에 편리한 파라메트릭과 히스토릭 기능이 기본적으로 탑재되어 있다. 멀티 다큐먼트 파일, 멀티 그룹, 멀티 파트, 멀티 바디 컨테이너로 솔리드 모델과 서피스 모델등을 구성한다. 활성화된 어셈블리, 바디 컨테이너, 또는 스케치 내에서 타 오브젝트를 (Sub)ShapeBinder나 External/DefiningGeometry 툴로 참조하여 피쳐를 정의 가능하다. 파트/바디의 피쳐, 디멘젼, 오브젝트 위치/어테치먼트 등등의 디자인 인텐트(intent)가 '어셈블리'로부터 가능한 탑다운(Top-down) 디자인을 지원하고 있다.
다큐먼트 파일간의 스케치/바디/파트/서브어셈블리 추가(고급 Copy/Paste 또는 Link) 및 In-Context/In-Place Edit, 오브젝트간의 조인트/메이트 구속조건(3D Constraint), 개별 바디 컨테이너 내에서 분리 또는 합쳐진 솔리드 오브젝트/피쳐 관리, 2D-3D 통합 스테틱 스페이스 솔버 및 리얼타임 다이나믹 카이네틱 모션, 고급 참조(Link, ConstrainingElement, ElementLink 관리) 기능 등등의 고급 어셈블리/파트 디자인을 위해 2017년 12월 프리캐드 0.17에서 브랜치 시작되어 2020년 4월초 릴리스된 프리캐드 프리뷰 0.19.20415 Conda 패키지 버전부터 공식 탑재되고 있는 고급레벨의 Assembly3 워크벤치 모듈을 사용하여야 한다. 기본레벨의 A2plus 또는 Assembly4 워크벤치 모듈도 있으나 Assembly3 워크벤치 모듈의 기능을 따라오지 못하고 있다. 참고로, Assembly3 워크벤치 모듈 경우 솔리드웍스나 퓨전360의 어셈블리 디자인 기능도 능가하는 정도이다.
2. 프리폼 서피스 곡면 모델링 디자인 툴
다음 워크벤치(WB)의 기능과 피쳐를 사용하여 Surface(서피스/곡면)을 쉽게 디자인 가능하다.
Part WB의 ShapeBuilder(FaceFromEdges) 툴을 제외하고 모두 파라메트릭 기반의 서피스(곡면) 디자인 툴이다.
추가 설치가능한 서피스 디자인 워크벤치 모듈중에서는 Curve WB (NURBS 3D커브/서피스)와 Curved Shape WB 모듈이 쓸만하다.
Tip : 3D 커브 오브젝트를 만드는 4가지 방법
- Draft 워크벤치에서 BSpline 또는 Bezier 커브 툴로 임의의 평면상에 커브를 그린다. 그 커브 오브젝트를 선택후 Draft Edit 툴을 실행하면 커브의 개별 컨트롤 포인트를 X,Y,Z 임의의 방향으로 이동(X,Y,Z키를 사용)하여 3D 커브 오브젝트를 만들 수 있다.
- 두개의 직교된 2D 커브 스케치로부터 프로젝트(투영)된 별개의 3D 커브 오브젝트를 만들수도 있다. Sketcher 위크벤치 또는 Draft 워크벤치 모듈의 BSpline/Bezier 커브 툴을 사용하여 2D 곡선 스케치 오브젝트를 만든다. 직교(90도) 평면상에 추가로 2D 곡선 스케치 오브젝트를 만든다. Part WB의 Extrude툴로 각각의 2D 곡선 스케치 오브젝트를 extrude하여 서피스를 만든후 Section 툴을 사용하면 프로젝트(교차된)된 3D Curve 오브젝트를 만들 수 있다. (솔리드웍스의 Curve(3D) - Project Curve - Sketch on Sketch와 동등한 툴)
- 2D 커브 스케치를 다른 곡면/서피스 상에 프로젝트(투영)하여 3D 커브 오브젝트로 만들 수 있다. Part 워크벤치의 ProjectionOnSurface 툴을 사용하면 쉽게 가능하다. (솔리드웍스의 Curve(3D) - Project Curve - Sketch on Face와 동등한 툴)
- Curve워크벤치의 툴로도 간편히 구현가능하다.
3. 프리캐드를 사용한 제품디자인 입문 강좌
4. 렌더링, 데칼, SubD 서피스 활용방법
에니메이션/건축/컴퓨터게임 등에서 활용중인 오픈소스 자유소프트웨어인 Blender와의 상성도 좋다.
프리캐드에서 .OBJ나 .STL 파일로 export하여 Blender에서 EeVee나 CPU+GPU를 동시에 지원하는 Cylcles 렌더엔진으로 렌더링 가능하다. 프리캐드에서 export시 Mesh WB에서 보다 상세한 셋팅을 하여야 할 경우도 있다. 실물 사진과 동일한 이미지 결과를 얻기 위해 블렌더에서 렌더 셋팅, Output 셋팅, View Layer 셋팅, World 셋팅, 머티리얼 셋팅, 텍스쳐 셋팅, 카메라/라이트 셋팅과 Shade에디터 사용에 대한 노우하우가 필요하다. 블렌더의 UV 에디터로 Decal을 입히거나 에니메이션과 관련된 에디터를 사용하여 모션 그래픽 툴로도 활용 가능하다.
Blender에서 SubD/NURBS 서피스 모델링 결과를 .OBJ나 .STL 파일로 export한후, 프리캐드에서 각종 Mesh to Shape 변환과 관련된 툴등을 사용하거나, 다양한 SubD to NURBS 자동화 변환툴 (Mesh .OBJ/.STL => SubD => NURBS .IGES/.STEP 트랜스레이터/컨버터) 등을 사용하여 Mesh 기반의 3D자료를 NURBS/Shape모델로 변환하여 프리캐드에서 활용 가능하다. 블렌더-프리캐드 전용 SubD to NURBS 자동화 변환툴도 있다.
5. 기타
버전 0.17부터 상용 프로그램 레벨의 기능들이 탑재되고 있으며 해외에서 라이노, 스케치업, 솔리드웍스, 퓨전360 사용자들이 프리캐드로 마이그레이션하는 케이스가 늘고 있다.
값비싼 상용 MCAD 소프트웨어를 대체/대안(alternative) 가능한 몇 안되는 3D CAD 소프트웨어이다. 도네이트도 가능하다.
프리캐드 도네이션 》 https://www.freecadweb.org/wiki/Donate
Assembly3 도네이션 》 https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=20&t=25712
6. 관련링크
GitHub에서 안정화 버전 및 데일리 프리뷰 버전이 업데이트 되고 있다 》 https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases
기본적으로 탑재된 워크벤치 모듈정보 》 https://www.freecadweb.org/wiki/Workbenches
추가 설치 가능한 워크벤치 모듈 정보 》 https://www.freecadweb.org/wiki/External_workbenches
사용자 설명서 》 http://www.freecadweb.org/wiki
유튜브 인터넷 강좌 전체목록 》 https://www.youtube.com/results?search_query=freecad
7. 스크린샷
[image]
[image]
...