モデリングやアセンブリの記事は読んだけど、内容が基本的な使い方のみのため、自分の作りたい形状を作ろうとしたら、エラーが発生してコマンドが実行できない！コマンドの他の使い方が知りたい！と悩んでいませんか？
私もこの記事を執筆する上で、いくつもの問題に当たり解決方法を探すのに苦労しました。
そこでこの記事は、練習問題でモデリングやマルチボディのモデリング、計測のポイントについて、筆者が自分の力で調べてできるようになったことを整理したので、参考にしてください。
この記事で練習できること。
- 第三角法の図面からモデリング
- マルチボディのモデリング
- 2点間距離と面積、体積、重心座標の計測
モデリングとマルチボディのモデリング、計測の使い方を習得したい方は、是非ともこの記事を読んであなたの「ものづくり」に役立ててください。
練習問題
FreeCAD使い方の記事から「初期設定」「スケッチ」「Part Design」「モデリングコマンド」を読んだ方は、学習した内容の定着を図るため練習問題を解いてみてください。
練習問題は資格試験の問題を利用することによって、達成感を得ることもできると考えたので、「3次元CAD利用技術者試験 1級・準1級サンプル問題」を選びました。
このサンプル問題は3次元CAD利用技術者試験の公式サイトから（こちらのサイトの末尾にPDF形式でダウンロードできます）無料でダウンロードできるので、ここからはダウンロードしてあることを前提に解説していきます。
練習問題の構成
問題は問1から問5までありますが、取り掛かりやすい順番に並べ替えています。
特に最初の問題は図面から立体形状をイメージしやすく、コマンドの使用順序もわかりやすい問5を選びました。（手順もひとつずつ解説していきます）
それ以降の問ではテンポ良く解説するため、問5と同程度の内容を割愛することにしました。
練習問題を解くためのポイント
- 第三角法の図面から立体形状をイメージする
- どの順序でモデリングしていくかザックリと決める
- 原点の位置を確認して、原点を通る形状から作り始める
下記の記事を読むと練習問題のモデリングや計測ができるようになります。
問5 第三角法の図面からモデリング
右下図のR20はモデリングコマンドのフィレットで作ろうとするとエラーが発生するため、スケッチに作成する必要があります。
これは元の面が完全にフィレットで置き換わってしまうためです。（X軸方向の線分の長さは65-47＝18mmとなり20mm以下）
右下図のフィーチャーの選択順序を下から選択した場合、最後に作ったロフトがミラーリングされません。
- 設問8の2点間距離は126.19mm よって解答は「1」
- 設問9の2点間距離は121.24mm よって解答は「3」
- 設問10の表面積は1672.5+748.2＝2420.7mm2 よって解答は「5」
- 設問11の表面積は219.9+854.2+462.8＝1536.9mm2 よって解答は「5」
- 設問12の体積は123319mm3、重心座標はX：-2.150 Y：41.13 Z：12.52 よって解答は「2」
以上で問5は完了です。
円弧の中点や円の線上点を2点間距離で計測する場合、スケッチでターゲットを作成しておきます。
これ以降の問は実際に挑戦してから見て欲しいので、スクロールしただけでは見れないようにしています。
問2 第三角法の図面からモデリング
問2は図面から立体形状をイメージするのが難しいですが、粘り強く考えてみてください。
- 設問4の2点間距離は58.96mm よって解答は「4」
- 設問5の表面積は790.6+970.3＝1760.9mm2 よって解答は「5」
- 設問6の表面積は2050+2520.4＝4570.4mm2 よって解答は「2」
- 設問7の体積は282770mm3、重心座標はX：19.75 Y：45.42 Z：57.36 よって解答は「3」
以上で問2は完了です。
ロフトはスケッチの端点や立体形状の頂点を選ぶことで、三角錐や四角錘を作れます。
問3 作成したモデルのアセンブリ
問3はアセンブリの構築に重点を置いているため、図面から立体形状をイメージしやすく、モデリングの難度も低めです。
設問8と設問9の解説は割愛するので、自力でモデリングしてみてください。
- 設問8の体積は172005mm3、重心座標はX：53.57 Y：40.05 Z：29.44 よって解答は「1」
- 設問9の体積は256939mm3、重心座標はX：25.38 Y：45.98 Z：40.35 よって解答は「3」
設問8で作成したモデルを開いたら、メニューバーの「ファイル」→「プロジェクトの統合」を選択して、設問9で作成したモデルを読込みます。
Body001に座標系が表示されるので、黄枠部（軸方向移動）と赤枠部（回転方向移動）をドラッグして、目的の位置へ移動させます。
設問10の重心座標はX：53.84 Y：27.83 Z：9.039 よって解答は「3」
設問11と設問12の解説は割愛するので、自力でモデリングしてみてください。
- 設問11の体積は243337mm3、重心座標はX：37.09 Y：51.75 Z：19.98 よって解答は「2」
- 設問12の体積は241474mm3、重心座標はX：41.60 Y：54.03 Z：21.60 よって解答は「4」
設問10で作成したアセンブリを開いたら、設問11と設問12で作成したモデルを読込みます。
設問13の重心座標はX：49.43 Y：10.40 Z：20.63 よって解答は「2」
以上で問3は完了です。
アセンブリの重心座標は、プロジェクトの統合で複数のBodyを読込んでから、ブーリアン演算で結合して求めます。
本来、Assembly4でアセンブリを組んで重心座標を求めたかったのですが、現時点のFCInfoではアセンブリの重心座標を求められなかったため、上記の代替え案で求めました。
問4 第三角法の図面からモデリング
問4は図面から立体形状をイメージしやすいですが、どの順序でモデリングしていくか考える必要があります。
この問いは色々な方法でモデリングできますが、過去問を見る限り、厚み（シェル）を使う問と言えます。
まずは図面を見て肉厚が一定となる範囲を確認してから、シェルを使うタイミングを考えておきます。
左下図はXY平面に長穴のスケッチを作成しました。
設問14の表面積は1102mm2 よって解答は「5」
- 設問15の2点間距離は133.3mm よって解答は「2」
- 設問16の表面積は140.2mm2 よって解答は「4」
- 設問17の表面積は142.8+307.4+9.7＝459.9mm2 よって解答は「1」
- 設問18の体積は55011mm3、重心座標はX：58.05 Y：0.142 Z：17.75 よって解答は「1」
以上で問4は完了です。
どの順序でモデリングしていくかザックリと決めておくと、トータルの作業時間を短くできます。これは練習を重ねていくと顕著に現れるので、考える癖をつけましょう。
問1 文章からモデリング
問1は口頭による指示を意識した文章から、コマンドを選んでモデリングしていきます。
現時点では、問題の指示通りにモデリングしていくとエラーが発生して進められません。
今後のバージョンアップを期待するとともに、エラーが解消したら更新します。
まとめ｜FreeCAD 練習問題｜3次元CAD利用技術者試験のサンプル問題を解説
問題の難度は如何だったでしょうか。簡単でしたか？それとも難しかったですか？
難しく感じたり、スムーズに操作できなかった場合は、この記事を繰り返し読んで練習してみてください。
CADは繰り返し使うことで操作スピードが早くなるので日々精進です！
練習問題を解き終えたら
練習問題を解き終えて、これだったらできるかも！？モデリングスピードを早くしたい！自信を付けたい！3次元CADの資格が欲しい！資格手当が欲しい！という方は、下記の記事に進んでください。
