FreeCAD 是一款免费的开源参数化 3D CAD 软件，非常适合工程、建筑和 3D 打印。
它通过工作台提供模块化结构，方便适应不同的技术领域和社区定制。
它因广泛的文件格式兼容性、跨平台特性以及推动不断改进的活跃社区而脱颖而出。
作为最全面、最易用的 3D 设计和计算机辅助工程工具之一，FreeCAD 近年来越来越受欢迎。 它的增长得益于多种因素，例如其开源特性、灵活性以及积极推动其改进的国际用户社区的大力支持。如果您一直在寻找有关 FreeCAD 是什么、它的用途以及它与其他 CAD 程序有何不同之处的信息，我们将在这里以最深入、最自然的方式，提供最新、最实用的细节，为您详细讲解。
无论您是想要尝试 3D 设计的初学者，还是寻找传统软件替代品的工程或建筑专业人士，FreeCAD 都可能会让您感到惊讶。 它的不断发展、社区贡献以及作为开源平台所提供的自由，使其成为创建 3D 模型、工程分析、3D 打印等诸多领域的强大选择。让我们深入了解 2024 年你需要了解的有关 FreeCAD 的一切。
FreeCAD 是什么？起源、开发者和理念
FreeCAD 是一款完全免费且开源的 3D 计算机辅助设计 (CAD) 软件。主要专注于机械工程、建筑和其他技术学科领域真实对象的参数化建模。该项目于 2002 年在 Juergen Riegel 和 Werner Mayer 的领导下启动，旨在打造一款功能强大且免费的软件，以取代 SolidWorks、CATIA 和 AutoCAD 等专有软件，让用户能够轻松访问专业工具，而无需承担任何费用或受限的许可证。
FreeCAD 开发基于库 开放式CASCADE技术，这是一款强大的 3D 几何套件，程序的核心功能构建于此。它使用 C++ 和 Python 编程语言，因此可以使用脚本和模块轻松扩展，这也是其发展的关键。开源理念和 GNU 通用公共许可证 (GPL) 保证任何人都可以免费使用、修改和分发该软件，鼓励协作和透明度。
主要特点：参数化建模和模块化
FreeCAD 的标志之一是参数化建模。这是什么意思？与基于固定坐标绘制线条、形状和体积的传统 CAD 不同，参数化建模不仅允许每个设计元素通过其形状来定义，还允许通过一系列可随时修改的参数（尺寸、角度、几何关系等）来定义。 这意味着当参数发生变化时，模型会自动更新。，促进快速迭代和适应，使其成为需求不断变化的工程和设计工作的理想选择。
FreeCAD 提供与其他参考程序（如 CATIA、SolidWorks 或 ArchiCAD）类似的工作环境，但采用模块化结构：程序核心轻量且稳定，特定功能可通过工作台添加。这使得 FreeCAD 能够适应不同的工作流程，从建筑（支持 BIM）、机械设计、有限元模拟 (FEM)、3D 打印或 CNC 的零件建模，到 2D 绘图等等。
谁可以从 FreeCAD 中受益？
FreeCAD 是一款多功能工具，适合专业人士、爱好者或初学者。它可供机械工程师、建筑师、产品设计师、创客、教师、学生等使用。得益于其丰富的文档和社区支持，它的学习曲线比其他高级 CAD 程序更平缓。
目前， FreeCAD 社区在论坛和社交网络上拥有超过 25.000 名活跃成员。，分享经验、解决方案和最新进展。这里有大量的西班牙语和其他语言的教程、视频和课程，让任何级别的学习都更加轻松。
FreeCAD 的主要用途
参数化三维设计和建模：使用可编辑参数创建零件、组件和结构。
2D图纸和技术方案：能够从 3D 模型中提取平面图和视图，用于专业技术文档。
打印3D：导出为 STL、OBJ、DAE 等多种格式，让您轻松准备 3D 打印文件。非常适合生成模型，然后通过 Cura 等切片软件运行。
分析与模拟：可选模块包括结构分析（FEM）、机器人运动模拟、基于 BIM 的建筑设计等。
CAM和CNC：生成和导出使用自动化机械制造的模型。
支持的文件格式和兼容性
FreeCAD 因其可导入和导出的格式范围广泛而脱颖而出。除了原生格式外，它还支持 STEP、IGES、STL、SVG、OBJ、DAE、IFC、DXF、SCAD、IV 等文件。这使得它特别适合与其他 CAD 程序的用户协作，或集成到需要互操作性的工业工作流程中。
然而，由于许可和兼容性问题，对 DWG 格式（AutoCAD 常用）的支持历来受到限制。FreeCAD 只能部分导入和导出 DWG 文件，并且需要通过 Teigha Converter 等外部工具进行操作，但其流畅性不如其他格式。
跨平台兼容性
FreeCAD 可以免费安装在 Windows、Linux 和 macOS这一特性使其格外受欢迎，因为它允许任何系统的用户享受相同的功能。此外，没有限制、注册或付费墙，也增强了该工具的可访问性： 没有删减版本或隐藏限制. 开源项目的所有自由和权力都触手可及，无论其 网络公报.
FreeCAD 中的参数化建模如何工作
参数化操作是FreeCAD的精髓从创建简单的 2D 草图（您可以在其中定义几何关系和约束（平行线、垂直线、尺寸等））到将其转换为 3D 模型，整个过程都基于动态参数编辑。
例如，您可以先在 Sketcher 工作台中绘制二维草图，其中每条线、圆弧或圆都可以链接到可编辑参数。您可以拉伸该草图以生成体积，并应用布尔运算（并集、差集、交集）、圆角、倒角、孔等。 您可以随时返回原始草图，修改测量值或关系，3D 模型将自动更新。，大大加快了复杂设计的迭代和完善速度。
该逻辑还扩展到零件装配管理，您可以在其中定义机械组件、模块化家具、建筑结构等部件之间的关系。
工作台和模块化：使 FreeCAD 适应您的需求
工作台系统是 FreeCAD 灵活性的支柱之一。工作台是针对特定任务定制的工具集合：从实体零件建模到结构分析、技术图纸创建以及机器人仿真。其中最值得关注的包括：
Part：基本实体建模操作、布尔运算、挤压等。
零件设计：面向更复杂的零件，并基于参数化草图进行设计。
草绘：具有参数约束和关系的高级 2D 草图创建和编辑。
拱：专为建筑和 BIM（建筑信息模型）工作流程而设计。
途径：为 CAM 制造和 CNC 机器生成轨迹。
科技绘画：准备 2D 计划和 3D 模型的技术文档。
FEM：结构模拟的有限元分析。
组装：机械组件的管理和模拟（在 1.0 版本中更广泛地纳入）。
此外，还有一个 附加组件和附加模块的生态系统 社区开发的附加组件可以从“附加组件管理器”轻松安装，扩展 FreeCAD 的功能以满足您的需求。
项目生命周期、版本和最新进展
自诞生以来，FreeCAD 的发展步伐一直非常稳定。在过去的二十多年里，该软件不断融入技术创新，改进界面，并实现现代化以满足用户需求。
FreeCAD 发展过程中的一些重要日期和里程碑：
2002年： 兰萨米恩托 从第一个功能版本开始。
2011年：图纸、零件、机器人等关键模块合并。
2014 年：许可证变更为 LGPL，并在显示和兼容性方面有重大改进。
2019年： 全面适配 Python 3 和 Qt5 以确保连续性和兼容性。
2023 年：发布 0.21 版，在人体工程学、3D 导航、附加组件管理和可用性方面有显著改进。
2024年： 预计发布 1.0 版本它带来了完全改进的装配工作台、拓扑名称管理的改进，以及在面向整个社区的公开竞赛之后对徽标和品牌的重大更新。
新标志的遴选和投票过程意义非凡：共收到 40 多份提案，超过 1500 名社区成员参与投票，展现了社区成员对 FreeCAD 的参与度和归属感。最终，Sebastián Tabares (syta.co) 设计的标志在激烈的投票中脱颖而出，目前已在论坛、代码库和官方资料中正式启用。
优于其他 CAD 解决方案
与传统的付费 CAD 程序相比，FreeCAD 具有以下几个优势：
完全的使用和分发自由，无成本，无限制。
开源：您可以根据需要定制软件，开发自己的附加组件，或分析其内部的工作方式。
活跃的社区和丰富的文档：官方论坛、不同语言的频道、教程、维基、免费课程和集体支持。
定期更新 以及由用户社区本身推动的改进。
出色的格式兼容性 导入和导出模型，方便集成到任何专业工作流程中。
多平台: Windows、Linux 和 macOS 具有相同级别的支持。
然而，由于它们的协作性质，开发速度或界面的完善程度可能与高成本的商业程序不同，尽管近年来差距已大大缩小。
当前的局限性和挑战
尽管 FreeCAD 具有许多优点，但它也面临挑战。在低功耗计算机上，处理非常复杂的模型的性能可能会受到限制，并且对 DWG 格式的支持仍然不完整。某些工作流程，尤其是在非常特定的领域，可能需要进行调整或采用正在开发的附加组件。然而，其模块化和可访问性使其成为一个不断改进的环境，并且对于大多数用户来说，它足以满足设计、分析和技术文档的需求。
支持、文档和社区
FreeCAD 社区是其最宝贵的资产之一有英语和西班牙语的官方论坛， 西班牙论坛 非常活跃的社交媒体渠道，以及 维基 与数十个教程、技巧和示例进行协作。
从自己的 官方网站 您可以下载安装程序、访问文档，并找到手册、视频和用户组的链接。此外，它还提供便携版本和 Linux 版 AppImage，无需安装，方便在教育环境、研讨会或创客空间中使用。
实际案例和实际应用
FreeCAD 广泛应用于各种场合。其灵活性使其能够实现各种应用，从3D打印的快速原型设计、机械零件和家具的开发，到遵循BIM方法创建整合整个施工生命周期的建筑模型。它也经常用于教学，介绍CAD概念、参数化建模和数字化制造。
公司和个人用户均可将其用于个人项目和工业环境，充分利用其低成本、软件定制能力和社区支持的优势。插件选项允许您使用模拟工具、应力分析、拓扑优化等功能自定义 FreeCAD。
它的界面虽然与商业程序不同，但足够直观，方便自学，并支持视觉和功能定制。对于之前使用过其他 CAD 程序的用户来说，它的参数化逻辑和工作台系统一开始可能会让人望而生畏，但您很快就会感受到它为复杂项目带来的强大功能，以及它为更改和修订提供的灵活性。
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