Darmowe oprogramowanie CAD 3D dla biznesu

Wiosną 2009 po raz pierwszy zainteresowałem się „wielką niewiadomą”, jaką wtedy był FreeCAD – darmowy system CAD 3D, oparty na jądrze OpenCASCADE, a rozwijany spontanicznie przez grupę entuzjastów. Swego czasu darmowe systemy operacyjne z rodziny Linux także powstawały i rozwijane były dzięki zaangażowanym w rozwój wolnego oprogramowania zapaleńcom, którzy chcieli stworzyć konkurencyjne w stosunku do Windowsa czy MacOS środowiska.

Chociaż uznani producenci systemów CAD zaoferowali darmowe narzędzia 2D do użytku komercyjnego (najpopularniesze to DraftSight od Dassault Systemes i Solid Edge 2D Drafting od Siemens PLM Software, a także pracujący w oknie przeglądarki system Autodesk, oferowany pod nazwą AutoCAD WS), to jednak CAD 3D pozostaje nadal w zasadzie jedynie w komercyjnej ofercie. I tutaj otwiera się pole dla takich systemów, jak specyficzny BRL-CAD, czy FreeCAD, który istotnie wydaje się być najbardziej zbliżonym, zarówno pod względem interfejsu, sposobu pracy i obsługi, a także możliwości do pełnowartościowych, komercyjnych opracowań.

W zamyśle FreeCAD ma kiedyś osiągnąć poziom rozwoju pozwalający mu na konkurowanie z systemami klasy Solid Edge, SolidWorks, Creo, jednak na chwilę obecną osoby decydujące się na jego użycie, muszą liczyć się z faktem, iż nadal jest to produkt na stosunkowo wczesnym etapie rozwoju. Jednak to, jak zmienił się w ciągu kilku ostatnich lat, napawa optymizmem. FreeCAD jest programem CAD 3D ogólnego przeznaczenia. Jak wspomniałem, jego rozwój odbywa się całkowicie wg zasad Open Source (licencje GPL i LGPL). FreeCAD jest nastawiony na inżynierię mechaniczną i projektowanie produktu, wpisuje się jednak także w szeroki zakres zastosowań inżynierii, jak architektura, czy inne pokrewne dziedziny.

Narzędzia FreeCADa są analogiczne do tych znanych programów Catia, Inventor, Solid Edge czy SolidWorks, ponieważ FreeCAD podlega pod kategorie MCAD, ale także CAE. Ma być modelerem opartym na cechach parametrycznych z modularną architekturą oprogramowania, która pozwala na łatwe rozszerzanie funkcjonalności, bez modyfikowania jądra (kernela) systemu. Tak jak wiele nowoczesnych modelerów CAD 3D, w przyszłości będzie posiadał wyspecjalizowany moduł 2D, pozwalający tworzyć dokumentację płaską z rzutów modeli 3D. Aktualnie nie skupiano się na bezpośrednim kreśleniu 2D (jak np. w AutoCAD LT), animacjach czy uzyskiwaniu kształtów organicznych (jak w Maya, 3D Max itp.), chociaż potencjalnie, dzięki dużej zdolności przystosowania, FreeCAD może być przydatny w znacznie szerszym obszarze zastosowań.

Warto wspomnieć, iż w chwili obecnej rozwijane są funkcjonalności i moduły pozwalające na projektowanie i obsługę złożeń (assembly), a także na projektowanie procesów obróbki i wytwarzania (CAM) zaprojektowanego detalu.

Krótka charakterystyka systemu

FreeCAD jest to wieloplatformowy system CAD 3D. Działa i zachowuje się dokładnie tak samo na platformach Windows, Linux, jak i Mac OS X. Jest aplikacją w pełni „okienkową” (inaczej niż np. BRL-CAD). Posiada pełny interfejs użytkownika, oparty na znanym frameworku Qt, z przeglądarką 3D Open Inventor, pozwalającą na szybki rendering scen i bardzo przystępną reprezentacją graficzną. We FreeCAD użytkownik ma możliwość „projektowania” w trybie linii poleceń, bez interfejsu graficznego, ale ze wszystkimi narzędziami geometrii. W ten sposób może być używany, np. jako serwer produkujący treść dla innych aplikacji.

FreeCAD może być zaimportowany jako moduł Pythona (języka programowania opartego na skryptach), do innych aplikacji potrafiących wykonywać skrypty Pythona lub w konsoli Pythona. W interfejsie FreeCADa narzędzia zostały pogrupowane w taki sposób, iż w danym momencie  wyświetlane są tylko narzędzia potrzebne do wykonania określonego zadania (oszczędność przestrzeni roboczej i zwiększona przejrzystość systemu).

FreeCAD jest podzielony na rdzeń i moduły, które mogą być ładowane dopiero wtedy, gdy są potrzebne. Większość narzędzi i typów geometrii mieści się w modułach. Moduły zachowują się jak wtyczki i mogą być dodawane lub usuwane z istniejącej instalacji FreeCADa.

Wszystkie obiekty w dokumencie FreeCADa są zdefiniowane parametrycznie. Te parametry mogą być modyfikowane w czasie rzeczywistym. Także relacje pomiędzy obiektami są zapisywane, więc modyfikacja obiektu powoduje modyfikację obiektów zależnych. Użytkownik ma możliwość tworzenia prymitywów geometrycznych (jak sześcian, kula, walec, stożek czy torus) i budowania modelu w oparciu o ich modyfikacje, jak również przez wyciąganie szkiców narysowanych na płaszczyźnie. Dostępne są zarówno operacje Boolean, jak i rotacje, skalowanie, odbicie lustrzane, szyk itp.

W sieci można trafić na wiele różnych wersji instalacyjnych FreeCAD-a. Najnowsze i najbardziej stabilne dostępne są na stronie grupy SourceForge.Net (http://sourceforge.net/projects/free-cad/?source=directory), a także na oficjalnej stronie programu http://www.freecadweb.org/. Pod tym adresem można znaleźć również kompletną dokumentację dotyczącą tego oprogramowania: przewodniki, poradniki, „kruczki i sztuczki” itp. – niestety, większość jest w języku angielskim.

Na naszych stronach WWW zamieściliśmy też krótki samouczek pozwalający na samodzielne rozpoczecie pracy z aplikacją FreeCAD. Zapraszamy do lektury.