FreeCAD

FreeCAD：オープンソースの汎用3D CADモデラー

FreeCADは、LGPLライセンスで提供されるオープンソースの汎用3D CADモデラーです。主に機械工学やプロダクトデザインでの利用を想定していますが、その適用範囲は広く、建築やその他の専門分野など、工学全般にわたって利用できます。

概要

FreeCADは、CATIA、Creo、Autodesk Inventor、SolidWorks、Solid Edgeといった商用CADソフトウェアと同様のツールを備えており、MCAD（機械系CAD）、PLM（製品ライフサイクル管理）、CAx（コンピュータ支援エンジニアリング）といった分野で活用できます。

特徴的なのは、コアシステムを変更せずに機能を追加できるモジュラーソフトウェアアーキテクチャを採用している点です。これにより、ユーザーは必要に応じて機能を拡張したり、カスタマイズしたりできます。また、フィーチャーベースのパラメトリックモデラー（ソリッドモデリング）として、正確で柔軟な3Dモデル作成が可能です。

Blenderのような3DCGソフトウェアのようなCGアニメーションや、Maya、3ds Max、Cinema 4Dのようなサブディビジョンサーフェスによる有機的な形状のモデリングには対応していませんが、高い拡張性により、将来的にはさらに広い分野で利用できるようになる可能性を秘めています。

ソフトウェア開発

FreeCADの開発は、科学技術計算分野のオープンソースライブラリを利用して進められています。主要なライブラリとして、強力なCADカーネルであるOpen Cascadeテクノロジー、Open InventorのクローンであるCoin3D、Qt GUIフレームワーク、スクリプト言語のPythonなどが挙げられます。また、FreeCAD自体を他のプログラムからライブラリとして利用することも可能です。

機能拡張

機能拡張は、SWIGとPythonを応用したモジュラーソフトウェアアーキテクチャに基づいており、Pythonで記述できます。例えば、建設・土木（AEC）セクターへの応用として、BIM機能をArchモジュールに加える動きがあり、IFCファイルからのインポートも部分的にサポートされています。

機能

FreeCADでは、各機能はワークベンチと呼ばれるグループに分類されています。以下に代表的なワークベンチを紹介します。

パートデザイン・ワークベンチ

2次元スケッチ平面に円弧や直線を描画し、寸法拘束や幾何拘束を適用することで複雑なスケッチを作成できます。作成したスケッチを押し出すことで立体形状を作成したり、角の丸めや面取りなどの加工を施すことも可能です。

パート・ワークベンチ

プリミティブな形状を作成し、複数のプリミティブに対してブーリアン演算（和、差、積）を行うことで立体形状を作成できます。また、スケッチャーワークベンチで作成したスケッチを基に、スイープやロフトなどの操作で複雑な形状を生成することも可能です。

レイトレーシング・ワークベンチ

POV-RayやLuxRender用の入力ファイルをエクスポートできます。これらのレンダリングソフトを利用することで、レイトレーシングに基づいた高品質な3D画像を生成できます。

FEMワークベンチ

作成した立体形状に対して、有限要素法を用いた応力解析が可能です。解析に必要なメッシュ分割や結果の可視化も行えます。

メッシュデザイン・ワークベンチ

作成した立体形状からサーフェスメッシュを作成し、粗密を調整できます。作成したメッシュはSTL、PLYなどの形式でエクスポートしたり、これらの形式のファイルをインポートすることも可能です。

建築ワークベンチ

3次元の建築構造物モデリングに特化したワークベンチで、壁、屋根、窓、設備、構造材などのオブジェクトがあらかじめ用意されています。

ドラフト・ワークベンチ

2次元の製図を行うためのワークベンチです。

ドローイング・ワークベンチ

2次元の投影図を作成するワークベンチですが、バージョン0.17以降はテックドロー・ワークベンチに機能が統合され、非推奨となっています。

テックドロー・ワークベンチ

他のワークベンチで作成した3D形状を使用して、製作図のような2次元の投影図を作成できます。寸法や説明、ハッチングなどを追加して図面を仕上げることが可能です。

その他のワークベンチ

イメージ・ワークベンチ
インスペクション・ワークベンチ
OpenSCADワークベンチ
パス・ワークベンチ：Gコード作成、CNC加工パス作成
プロット・ワークベンチ
点群ワークベンチ
リバースエンジニアリング・ワークベンチ
ロボット・ワークベンチ：産業用ロボットアームの動作計画
船舶ワークベンチ
スケッチャー・ワークベンチ：2次元スケッチ作成
スプレッドシート・ワークベンチ：表計算、部品表作成
サーフェス・ワークベンチ

一般機能

ファイルのインポート・エクスポート

HTML5'>[IGES]]、STEP、DXF、DWG、IFCなどのCAD形式、STL、Obj、PLYなどのメッシュ形式、COLLADA、VRML、[[WebGL]などの表示用データ形式、その他、OpenSCAD、POV-Ray、CalculiXなどのアプリケーション向けのファイル形式をサポートしています。

マクロ機能

一連のGUI操作を記録し、スクリプト化する機能です。スクリプト言語にはPythonが採用されています。頻繁に利用する機能をスクリプトとして記述し、実行することも可能です。

スクリーンショット

[スクリーンショット1]
[スクリーンショット2]
[スクリーンショット3]
[スクリーンショット4]
[スクリーンショット5]
[スクリーンショット6]
[スクリーンショット7]
[スクリーンショット8]
[スクリーンショット9]
[スクリーンショット10]
[スクリーンショット11]

関連項目

参考文献

脚注

外部リンク

公式ウェブサイト（英語）
日本語版ダウンロードサイト(OSDN)
FreeCADのオンラインヘルプ（日本語）
FreeCAD News (@FreeCADNews) - X（旧Twitter）URL)
GitHubURL'>FreeCAD - GitHub
FacebookURL'>FreeCAD (FreeCAD) - Facebook
* FreeCAD Project - Discord

もう一度検索