FreeCAD 部品図｜3Dモデルから2D図面の作り方を解説

3Dモデルから2D図面を作成したい！JIS機械製図のルールにどこまで合わせられるか知りたい！DXFやPDFで出力したい！と思っていませんか？

図面はTechDrawワークベンチの機能を使えば、第三角法による投影図の配置や、断面図や詳細図を作成したり、寸法と注記、表題欄の記入、DXFやPDFで出力することもできます。

ただ、FreeCADは開発段階のソフトウェアのため、市販化されているCADソフトに対して、水をあけられている部分がいくつかあります。

そこでこの記事は、JIS機械製図のルールに則った図面の作り方について、筆者が自分の力で調べて操作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。

この記事でわかること。

部品図の作り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。

図面とは

設計者の設計意図を製造側へ伝えるためのツールのことです。

そのため、3DCADで3Dモデルを作って、3Dプリンターで造形するだけであれば図面は必要ありません。

しかし、量産や、3Dプリンターの規格に対応していない大きな部品、材質、精度を求める場合は、メーカに発注しないと作れないため、3Dモデルに加えて、JIS機械製図に則った図面が必要となります。

TechDrawワークベンチのメリットは、3Dモデルと図面がリンクしているため、3Dモデルを変更すると、その変更内容が図面の投影図に反映されるところです。

FreeCAD0.21からDrawingワークベンチが廃止され、改良版のTechDrawワークベンチに置換えられました。

TechDrawワークベンチの画面説明

画面はツールバーとコンボビュー、メインビュー、ステータスバーから構成されています。

部品図の流れ

この記事を参考に図面を作る方は、初期設定の記事でTechDrawワークベンチの設定を済ませてから読み進めてください。

初期設定を実施しないと、投影法や線種などがJIS機械製図の規則と異なってしまい、作図後に設定を変更しても反映されないからです。

TechDrawワークベンチの設定を済ませたら、下記の手順で図面を作成します。

1. 3Dモデルを開く
2. 図枠の表示
3. 投影図の配置
4. 寸法と注記、表題欄の記入
5. DXFとPDFでエクスポート

3Dモデルを開く

図面化する3Dモデルを作成して開きます。

モデリング時に発生する不要な線の削除を行うため、フィーチャーのプロパティから、Part DesignのRefineの値を「false」→「true」に変更して、名前を付けて保存しておきます。

ここでは不要な線を削除する方法を解説するため「false」のまま進めていきます。

名前は「Drawing」としました。

モデリングの仕方がよくわからない！という方は、モデリングの仕方をこちらの記事にまとめているので参考にしてください。

図枠の表示

3Dモデルを開いたら、ワークベンチをTechDrawに切替えます。

ツールバーの「デフォルトページを挿入」アイコンをクリックすると、3Dビューに図面の図枠が表示されます。

3Dモデルと図面は画面下部のタブで切替えできるので、Drawingタブに切替えます。

投影図の配置

表示させた図枠に投影図を配置するためには、3Dモデルを選択状態にする必要があるため、コンボビューの「Body」を選択します。

このとき、画面の3Dモデルの表示状態が正面図になるため、ツールバーの表示方向の切替で、正面図にしたい表示にしておきます。

次にツールバーの「投影グループの挿入」アイコンをクリックすると、コンボビューに「投影グループ」が表示されます。

ここで、投影に「第三角法」が表示されていることを確認しておきます。

もし、「第一角法」と表示されてしまう場合は、初期設定の記事を参考に設定を行ってください。

これにより、投影図を配置する度に「第一角法」を「第三角法」に切替えなくて済みます。

なお、コンボビューでも切替えできるように思えますが、FreeCAD0.21では選択肢が切替わっても、投影法は「第一角法」で固定されていて、「第三角法」に切替えれません。

第三角法の確認ができたら、投影図の配置具合を確認するため、Pageタブをクリックして3Dモデルから図面へ切替えます。

すると、正面図が配置済みになっています。

コンボビューの副投影に並んでいるチェックボックスは、チェックの入っている正面図を中央に、必要な投影図を配置できるようになっています。

ここでは、平面図（上面図）、右側面図、等角投影図の位置に相当するチェックボックスにチェックを入れると、図枠に投影図を仮配置できます。

仮配置からわかるように、投影図同士の間隔が狭いため、「X方向スペーシング」と「Y方向スペーシング」の数値を増やしたら「適用」をクリックして、図形に寸法を入れられるおおよその位置まで移動させます。

投影図が図枠の上部などに片寄って配置されてしまった場合は、正面図の図形の下に「正面図」と書かれている文字をドラッグすると、配置したすべての投影図は正面図に追従して移動します。

必要な投影図と投影図同士の間隔を決めたらOKをクリックします。

配置を完了させた後でも、コンボビューの「ProjGroup」をダブルクリックすれば、投影図の追加や削除、位置を編集できます。

なお、正面図以外の投影図をドラッグで移動させた場合、「ページを再描画」アイコンをクリックすると、最初に配置した位置へ戻ってしまうので、「ProjGroup」で編集しましょう。

断面図の作成

Topの投影図を選択してからツールバーの「断面ビューを挿入」アイコンをクリックします。

コンボビューに「断面ビューを作成」の設定画面が表示されるので、「断面方向」の上向きをクリックします。

次に「識別番号」にAを入力します。

尺度は図が小さくて見にくいときに拡大します。

断面図が他の投影図に重なって表示されてしまった場合、断面図の下に「SectionA-A 」と書かれている文字をドラッグすると、移動させることができます。

「断面平面の位置」で断面位置を決めたらOKをクリックします。

断面図の下の「SectionA-A」は後に非表示となるため、コンボビューのプロパティの「Caption」に断面図の識別記号「A-A」を入力しておきます。

断面図を作った後でも、コンボビューの「SectionA-A」をダブルクリックすれば、断面ビューを編集できます。

詳細図（部分拡大図）の作成

Section A-Aの断面図を選択してからツールバーの「詳細ビューを挿入」アイコンをクリックします。

断面図に詳細図の範囲を示す円と、図枠内に詳細図が追加され、コンボビューに「新しい詳細ビュー」の設定画面が表示されます。

「新しい詳細ビュー」の「注目位置をドラッグ　Drag Highlight」をクリックすると、詳細図の範囲を示す円の色が緑色に変わるので、詳細図で示したい形状へ緑色の円をドラッグで移動させます。

詳細図の範囲が狭過ぎたり、広過ぎたりした場合は、半径を適切な数値に変更します。

詳細図の尺度は「拡大縮小率」で、記号は「参照」で入力（ここではBを入力）したらOKをクリックします。

詳細図が他の投影図に重なって表示されてしまった場合、詳細図の下に「Detail B」と書かれている文字をドラッグして移動させます。

詳細図の下の「Detail B」は後に非表示となるため、コンボビューのプロパティの「Caption」に詳細図の記号と尺度「B（2：1）」を入力しておきます。

詳細図を作った後でも、コンボビューの「Detail B」をダブルクリックすれば、詳細ビューを編集できます。

フレームを非表示にする

各投影図の下に記載されている「正面図、上面図、右面図」などの文字は、ファイルの出力時に表示されませんが、寸法と重なって見にくくなるため、下記の手順で非表示にします。

作図領域で右クリックして、メニューの中から「フレームを切り替え」をクリックします。

非表示にした状態でも、投影図を移動したい場合は、文字が表示されていた辺りをドラッグすれば移動できます。

モデリング時に発生する不要な線の削除

削除したい線を選択すると、線の色が緑色になります。

その状態でツールバーの「線の表示を変更」アイコンをクリックします。

コンボビューに「線の装飾」の設定画面が表示されるので、「表示」の「True」を「False」に変更します。

かくれ線の表示

かくれ線を表示させたい投影図を選択して、コンボビューのプロパティの中から、「Hard Hidden」を「False」から「True」に変更します。

中心線の作成

中心線を作成したい面を選択すると、面の色が緑色になります。

その状態でツールバーの「中心線の挿入」アイコンをクリックします。

コンボビューに「中心線を作成」の設定画面が表示されるので、 向きを決定後、スタイルを「一点鎖線」に変更します。

中心線を編集したい場合は、線を選択後ツールバーの「線の表示を変更」アイコンをクリックします。

中心線を削除したい場合は、線を選択後ツールバーの「表示用のオブジェクトを削除」アイコンをクリックします。

ハッチングの作成

断面図から詳細図を作ると、詳細図の切断面にハッチングが表示されていません。

そこで、切断面を選択してツールバーの「画像ファイルを使用して面をハッチング」アイコンをクリックします。

「面のハッチングを作成」の設定画面が表示されるので、ハッチングの間隔を変更したい場合は「SVG パターンの縮尺」を変更します。

寸法の記入

寸法を記入する場合、形状の線分を1つ選択するか、Ctrlキーを押しながら複数の点あるいは2直線を選択した後に「寸法記入」アイコンをクリックします。

先に「寸法記入」アイコンをクリックすると「最初にオブジェクトを選択してください」とアラートが出て、寸法を記入できません。

寸法記入コマンドには当サイト表記で、長さ寸法、水平寸法、鉛直寸法、半径寸法、直径寸法、角度寸法、3点角度、範囲寸法、バルーンなどがあります。

「水平寸法」と「鉛直寸法」は縦と横で使い分けが必要になりますが、「長さ寸法」を使えば両方に対応できます。

寸法は自動で配置されるため、寸法をドラッグすれば移動できます。

寸法の編集

寸法をダブルクリックすると、コンボビューに「寸法」の設定画面が表示されます。

「Equal Tolerance」にチェックが入っていると、「Over Tolerance」に入力した値が中央公差として表示されます。

「Equal Tolerance」のチェックを外すと、「Over Tolerance」に上限の公差と、「Under Tolerance」に下限の公差を入力した値が偏り公差として表示されます。

「Format Specifier」は「%.1f」と記載されている文字列の前後に、直径の「Φ」や参考寸法の「括弧」などを入力して、寸法の指示を変更できます。

なお、「%.1f」の部分は、この文字列で寸法を表示しているため、変更してはいけません。

「Drawing Style」は「ISO Referencing」にすると、斜めに引き出した寸法線を折れ線にできます。

注記の記入

ツールバーの「注釈を挿入」アイコンをクリックすると、図枠内に[Default Text]が作成されますが、直接編集できません。

そこで、コンボビューのプロパティの中にあるTextの[Default Text]をクリックして表示される「…」をクリックします。

リストのウインドウが表示されるので、[Default Text]と記載されている部分を指示したい文字列に変更します。

注記を所定の位置へ移動させる場合、作図領域で右クリックして、メニューの中から「フレームを切り替え」をクリックして、注記の下に「Annotation」と書かれている文字をドラッグして移動させます。

表題欄の記入

図枠の右下の表題欄は、緑色の背景色が表示されている部分をクリックすると、「編集可能フィールドの変更」ウインドウが表示されるので、そこに文字を入力します。

緑色の背景色が表示されていない場合、作図領域で右クリックして、メニューの中から「フレームを切り替え」をクリックします。

• Designed by Name：設計者の名前（例）Yuki
• Date：図面作成年月日（例）2021/11/10
• Title：図名（例）TechDraw解説用
• Subtitle：副図名（例）─
• Size：A0～A4の図面サイズ　デフォルトページを挿入したのでA4が入力済
• Scale：尺度（例）1：1
• Weight：質量（例）─
• Drawing number：図面番号（例）FreeCAD0.19-001
• Sheet：同一図面番号および図名の総図面枚数あたりの何枚目か（例）1／1

DXFとPDFでエクスポート

作図領域を右クリックして、表示されたメニューの中からエクスポートします。

ほかにファイルメニューから行うこともできますが、事前にコンボビューのPageかTemplateを選択しておく必要があることと、エクスポート後の用紙サイズがA4縦の用紙に固定されてしまうため使い物になりません。

相手にファイルを送る前に、エクスポートしたファイルを開いて、用紙サイズを確認する習慣をつけましょう。

まとめ｜FreeCAD 部品図｜3Dモデルから2D図面の作り方を解説

ここでFreeCAD 0.20のできないことをまとめておきます。

部品図を習得したら

部品図を習得したら、下記のリンクから学びたい内容の記事に進んでください。

おすすめは「組立図」です。

特に、この記事で解説しきれなかった「A4より大きな図枠の表示方法」と「第三角法の記号の配置」は必見です。