Der erste Start mit FreeCAD Lernvideos

Geschätzte Lesezeit: 11 Minuten

Der neue Drucker ist ausgepackt, die Slicer-Software installiert und die mitgelieferten Modelle gedruckt. Jetzt können eigene Design-Ideen umgesetzt, oder benötigte Ersatzteile aus dem heimischen Bereich nachgebaut werden. Die 3D-CAD-Software FreeCAD ist eine Möglichkeit für die Modellierung, denn sie bietet dazu umfangreiche Funktionen. Wie bei jeder anderen CAD-Software liegt auch bei FreeCAD eine mehr oder weniger starke Lernkurve vor Ihnen. Das hängt jeweils von Ihren Vorkenntnissen ab. Die Lernvideos sind speziell für den Metallbau, Schlossereien und Unternehmen aus Handwerk, Metalltechnik oder Feinwerktechnik ausgerichtet.

Um sie bei dieser Lernkurve zu unterstützen, habe ich mich auf diversen Video-Plattformen umgesehen, und eine Auswahl an kostenfreie Lernvideos gesichtet und bewertet. Die Videos stammen von erfahrenen Anwendern aus den unterschiedlichsten Branchen. Einige der Anwender finden Sie unter anderem im FreeCAD Forum.

Hilfreicher Hinweis: Die Wiedergabe und Pause von YouTube Filmen können ganz einfach mit der Leertaste gesteuert werden.

Kriterien für FreeCAD Lernvideos

Folgende Kriterien für die Auswahl waren für mich dabei wichtig:

  • Lernvideos müssen sich konkret um den Kern des Themas drehen und sich auf die relevanten Aspekte fokussieren.
  • Sprechertext müssen so formuliert sein, dass nur »so wenig wie möglich und so viel wie nötig« gesagt wird.
  • Tonqualität muss verständlich und Lautstärke konstant geregelt sein.
  •  Lernvideos sollen im Schnitt maximal 20 bis 30 Minuten dauern.

Steigen sie mit mir nun ein in die 3D-CAD-Welt mit FreeCAD. Oder erweitern sie ihre Kenntnisse, falls sie schon die ersten Schritte in FreeCAD hinter sich haben. Für die Konstruktion, für die Werkstattzeichnung und für die Vorbereitung zum 3D-Druck werden hier folgende FreeCAD Arbeitsbereiche erklärt:

  • PartDesign Workbench
  • Part Workbench
  • TechDraw Workbench
  • Raytracing Workbench
  • Mesh Design Workbench

Download und Installation

Software-Download, Installation und Einrichten

Der Start mit FreeCAD beginnt wirklich bei Null. Es beginnt mit dem Download der Software, danach wird diese installiert. Wo die Einstellparameter zu finden sind, sowie die Erstellung einer ersten einfachen Geometrie runden den Inhalt ab. Spieldauer: 19:23

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Benutzeroberfläche und 3D-Steuerung

Erste Schritte mit FreeCAD

Diese Seite zeigt einen Überblick der Software-Obefläche, sowie Einstellungen für die Navigation im 3D-Raum. Weiterführende Links ermöglichen die Erkundung der umfangreichen Software. Lesezeit: 5:50

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Combobox und Placement GUI für die Bauteil-Transformation

Wenn Bauteile oder Baugruppen transformiert werden, bietet sich dazu die Combobox oder die Placement GUI an. Spieldauer: 1:31

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PartDesign versus Part

Für die Konstruktion können zwei Arbeitsbereiche (Workbench) verwendet werden: PartDesign und Part. Beide folgen sehr unterschiedlichen Gestaltungsprinzipien. PartDesign arbeitet mit Formelementen. Jedes neue Formelement nimmt die Form des vorherigen an. Es fügt Inhalte hinzu oder entfernt sie. Dadurch entstehen lineare Abhängigkeiten von einem Formelement zum nächsten. Part baut die Objekte mit geometrischen Primitiven wie Würfel, Zylinder, Kugel und vieles mehr auf. Die Objekte können mit booleschen Operatoren weiter verfeinert werden. Es gibt inzwischen einige Überschneidungen, bei den vorhandenen Werkzeugen, da beide Arbeitsbereiche im Laufe der Zeit gewachsen sind.

Somit ist es jedem selbst überlassen, welche Vorgehensweise er bevorzugt. Wer noch keine bevorzugte Modellierungsmethodik hat, sollte beides einfach mal versuchen.

Es sollten beide »Werkbänke« während der Konstruktion nicht gemischt werden. Das heißt, mit einer »Werkbank« die Konstruktion starten, und mit dieser auch die Konstruktion beenden. Wer tiefer einsteigen möchte, möge die folgenden Dokumente lesen.

PartDesign – Formelement Bearbeitungsmethodik

Während die Part Workbench und weiter Arbeitsbereiche Modelle konstruieren, indem sie Formen miteinander kombinieren, verwendet die PartDesign Workbench Formelemente. Lesezeit: 10:50

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Part – Konstruktive Festkörpergeometrie

Konstruktive Festkörpergeometrie (Constructive Solid Geometry – CSG) ist ein Modellierungsparadigma, das in vielen herkömmlichen CAD Systemen verwendet wird, so auch in der Part Workbench. Lesezeit: 10:50

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3D-Bauteilkonstruktion mit PartDesign

PartDesign Toolbox

Skizzenabhängigkeiten und Bemaßungen

Start mit der Sketcher Workbench aus PartDesign

Bauteilgeometrien werden über die Skizzen definiert. Diese müssen dazu bemaßt und mit Einschränkungen versehen werden. Ziel ist eine vollständig eingeschränkte Skizze, um anschließend den 3D-Körper zu erstellen. Spieldauer: 16:08

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Weitere Befehle im Sketcher

Die Arbeit mit Skizzen stellen die solide Basis für weitere Arbeiten mit FreeCAD dar. Es werden Beschränkungen, Verrundungen, Trimmen und viele hilfreiche Arbeitsweisen vorgestellt und ausführlich erklärt. Spieldauer: 15:59

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Abschluss Sketcher-Workbench

Wichtige Befehle wie externe Geometrien sowie Hilfsgeometrien sind ebenfalls Bestandteil einer „sauberen“ Konstruktion für die Weiterverarbeitung in PartDesign. Spieldauer: 18:54

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Skizze einfach und schnell aus dem Sketcher drucken

Skizzen können aus dem Sketcher als Jpg-Datei gespeichert werden. Damit steht die Skizze zum Beispiel bei einer Besprechung als Ausdruck zur Verfügung. Spieldauer: 1:03

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Von der Skizze zum 3D-Modell

Mit der Skizze wird jetzt der 3D-Körper erstellt. Dazu gehören Befehle wie Aufpolstern für das Volumen, oder Tasche für eine Vertiefung. Kantenverrundungen oder Abschrägungen werden zum Schluss hinzugefügt. Spieldauer: 14:31

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Die nächsten Befehle in PartDesign

Drehen, Bohren, Loft und Sweep

Mit weiteren Befehlen der Part Design Workbench geht es weiter. Die Befehle Drehen (Rotation) und Nut (rotationssymmetrische Teile), Bohrungen für Durchgangslöcher und Sacklöcher sowie Gewindebohrungen werden angesprochen. Mit den beiden Befehlen Loft und Sweep lassen sich Skizzen einfach durch den 3D-Raum ziehen, um unterschiedliche Geometrien zu erstellen. Spieldauer: 24:42

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Übungsbeispiele

Anfänger

Einfaches Bauteil

Ein wirklich einfaches Bauteils für den Start. Spieldauer: 22:05

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Einen Kegel in 4 Varianten

Für fast jedes Problem gibt es in FreeCAD verschiedene Lösungswege. Anhand eines einfachen Kegelstumpfes werden verschiedene Ideen gezeigt, wie sich eine Konstruktions-Aufgabe in FreeCAD Part Design erledigen lässt. Spieldauer: 15:31

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Fortgeschritten

Umlaufende Nut an einem Rohr

Wie kann man in FreeCAD 0.19 eine umlaufende Nut bzw. Langloch an ein Rohr oder anderes zylindrisches Bauteil anbringen? Hier wird gezeigt, wie es funktioniert. Spieldauer: 23:27

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Einsatz des Groove Werkzeuges für Innen- und Aussen-Konstruktionen

Das Groove-Werkzeug soll nur ein Beispiel für die umfangreiche Werkzeugsammlung in FreeCAD sein. Spieldauer: 16:21

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Lagerbock

Der Lagerbock wird voll parametrisch aufgebaut. Wenn Maße geändert werden, wirkt sich das oft auch auf andere Bereiche aus. In diesem Video wird eine Lösung dazu gezeigt. Das gehört zur »hohen Schule der Konstruktion«. Spieldauer: 28:31

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Top Down Design mit der Skelettmodell Technik (ShapeBinder)

Die Top-Down-Modellierung erlaubt einen Arbeitsablauf ohne dass die im einzelnen verwendeten Teile tatsächlich schon bekannt sind. In einer frühen Phase der Modellierung ist es somit möglich, unvollständige, aber konsistente Arbeitsablauf-Definitionen zu erstellen. Spieldauer: 25:41

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3D-Bauteilkonstruktion mit Part

Part Tollbox

Grundlegende Modellierung in der Part Workbench

Die erste und grundlegende Technik der Volumenmodellierung ist die »Konstruktive Festkörpergeometrie (CSG)«. Es wird mit Grundformen wie Würfeln, Zylindern, Kugeln, Kegeln und boolesche Operatoren gearbeitet, um die Geometrie zu konstruieren. Anhand eines einfachen Winkelprofils werden die unterschiedlichen Arbeitsabläufe gezeigt. Lesezeit: 25:41

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Übungsbeispiele

Anfänger

Einfacher Halter für einen Kopfhörer

Für den Start mit der Part Workbench eignet sich sehr gut dieses Bauteil. Anschaulich wird Schritt für Schritt der Arbeitsablauf erklärt. Spieldauer: 21:31

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Quader innen aushöhlen

Aushöhlen eines verrundeten Quaders. Wenn man es weiß, ist es einfach. Spieldauer: 11:39

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Fortgeschritten

Hand-Kurbel

Konstruktion einer Kurbel im Top Down Design mit der Skelettmodell Technik. Spieldauer: 23:25

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Formenbau

Ein Power-Video aus der täglichen Praxis im Formenbau. Für »Geübte« eine schnelle Arbeitsweise in Freecad, um eine Trennfläche und Formeinsätze zu erzeugen. Spieldauer: 8:47

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Tipp und Tricks beim Verrunden – Teil 1

Radien sind nach Möglichkeit erst in Anschluss der Konstruktion einzufügen. Ebenfalls ist die Reihenfolge zu beachten. Spieldauer: 16:38

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Tipp und Tricks beim Verrunden – Teil 2

Radien können so einfach sein, aber genauso stellen sie ein erhebliches Problem dar.  Zu schnell passieren hier Fehler, die auf den ersten Blick nicht zu erkennen sind. Daher noch ein Video dazu. Spieldauer: 9:16

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Hilfreiche Informationen

Topological Naming

Das Topological Naming Problem erklärt

Das Topological Naming Problem in FreeCAD detailliert vorgestellt und gezeigt wie man damit umgehen kann. Spieldauer: 22:18

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»Topological Naming und Änderungen

Problematik von Topological Naming und wie man Änderungen durchführen kann. Spieldauer: 24:21

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10 goldene Regeln der Volumenmodellierung

»The 10 Golden Rules of Solid Modeling« (Siemens)

Sowohl dem unerfahrenen Benutzer als auch dem 3D-Experten sollen die 10 goldenen Regeln der Volumenmodellierung helfen, robuste Konstruktionen zu erstellen. Sie sparen oft Zeit, die sonst bei der unnötigen Nacharbeit anfallen. Lesedauer: 10:00 bis 30:00

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Additive Fertigung (3D-Druck)

Konstruktionsrichtlinien für ein fertigungsgerechtes Gestalten für das FFF/FDM

Eine ausführliche von der »UNI Bremen« bereitgestellte FDM-Konstruktionsrichtlinie in Verbindung mit der klassischen Konstruktion. Das ist nicht nur interessant für 3D-Druck-Besitzer. Lesedauer: 60:00 bis 300:00

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2D-Zeichnungsableitung mit TechDraw

TechDeaw Toolbox

Bemaßung von technischen Zeichnungen

In FreeCAD können ganz einfach von Volumenmodellen abgeleitete Zeichnungen erstellt und bemaßt werden. In diesem Artikel wird gezeigt, wie die Bemaßung von Zeichnungen funktioniert. Außerdem gibt es ein paar Tipps um den Prozess möglichst reibungslos zu gestalten. Lesezeit: 10:50

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Toleranzen in technischen Zeichnungen

Toleranzen werden zusätzlich zu Abmessugen in technischen Zeichnungen vewendet, um dem Hersteller zu kommunizieren, mit welcher Genauigkeit ein Werkstück produziert werden soll. Dabei können diese entweder für jede Bemaßung einzeln definiert werden, oder durch Anwendung von Allgemeintoleranzen, welche in Normen definiert sind, für die gesamte Zeichnung über eine einzelne Anmerkung definiert werden. Beide Verfahren zur Definition der Toleranzen können auch kombiniert werden. Lesezeit: 5:21

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PDF Export – Zeichnungen als PDF abspeichern

Technische Zeichnungen, welche in FreeCAD mit der Workbench „TechDraw“ erstellt wurden, können als PDF exportiert werden. Das PDF Dateiformat eignet sich hervorragend um die Zeichnung mit anderen zu teilen oder sie als Dokumentation zu einem Projekt abzulegen. Lesezeit: 5:51

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Ansichten, Projektion und Schnittdarstellungen

Das Video zeigt eine Zeichnungsableitung inkl. Bemaßungen, , Maßstab, Ansichten, Schnitte, und Detailansichten mit der TechDraw Workbench. Für das Beispiel wird zuvor ein einfaches Bauteil modelliert. Die Zeichnungsableitung beginnt bei 7:05. Spieldauer: 19:31

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TechDraw Schriftfeld einfach und schnell an Sprache und Textinhalt anpassen«

Wenn auf ein vorhandenes Template verwendet wird, ist es einfach und schnell. Dazu müssen nur die bestehenden Texte überschrieben werden. Am besten mit einem einfachen Source-Code-Editor. Spieldauer: 0:50

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Projektionsmethode 1 und 3 in TechDraw verstehen«

Was bedeuten die Projektionswinkel 1 und 3 in der TechDraw Workbench. In diesem Clip werden sie erklärt, ebenso wie diese nachträglich geändert werden. Spieldauer: 1:17

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Explosionszeichnung und Präsentation mit Raytracing

Technische Illustrationen mit FreeCAD und Inkscape

Mit FreeCAD, unter anderem der Workbench TechDraw und Inkscape können einfach und schnell Prespektivgrafiken für Ersatzteillisten und Bedienungsanleitungen erstellt werden. Spieldauer: 1:36

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Produktfotos mit LuxRender erstellen

LuxRender arbeitet nicht wie PovRay und braucht auch länger in der Berechnung. Aber man sieht sehr schnell eine vollständige Vorschau. Die umfangreichen Softwareeinstellungen können während der Berechnung geändert werden. Sehr interessant auch für die Architektur wegen der guten Lichtdarstellung. Die Berechnung kann jederzeit beendet werden. Spieldauer: 1:31

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CAD Visualisierung mit kostenloser Software FreeCAD und CADRays

Hier lernt ihr, wie Ihr mit kostenloser Software, am Beispiel von FreeCAD 0.18, CADRays 1.0 und Blender 2.8, professionell Eure CAD Geometrie aufbereiten und rendern könnt. Spieldauer: 22:40

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3D-Druck Vorbereitung mit Mesh Design

Mesh Design Toolbox

Export von STL-Daten für 3D-Druck oder Visualisierung

Für den 3D-Druck und auch für die Visualisierung werden STL-Daten verwendet. Welche Einstellmöglichkeiten beim Export aus FreeCAD sinnvoll sind, ist das Thema dieses Videos. Spieldauer: 18:24

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Einfacher und schneller STL-Export

Für die 3D-Druck Vorbereitung im Slicer benötigt man eine STL-Datei. FreeCAD kann einfach und schnell diese STL-Dateien exportieren. Die maximale Netz-Abweichung wird bei Bedarf dazu in den Import/Export-Einstellungen angepasst.

Und nicht vergessen: Vor dem Export aus FreeCAD in der Baumansicht (Registerkarte Modell der Combo-Ansicht) immer das letzte Feature vorher markieren. Spieldauer: 1:04

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Stl nach Solid

STL-Daten bestehen aus einem Polygon-Netz (Mesh). Um in FreeCAD das Mesh zu bearbeiten, muss es in einen Festkörper (Solid) konvertiert werden. Die benötigten Schritte dazu werden hier anschaulich dargestellt. Spieldauer: 17:38

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