Atelier Sketcher

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Icône de l'atelier Sketcher

Introduction

Avec l' atelier Sketcher, il est possible de créer des esquisses en 2D destinées à être utilisées dans d'autres ateliers. Les esquisses 2D sont le point de départ de nombreux modèles de CAO. Elles définissent généralement les profils et les trajectoires des opérations permettant de créer des formes en 3D. Un modèle peut dépendre de plusieurs esquisses pour sa forme finale.

Avec les opérations booléennes définies dans l' atelier Part, l'atelier Sketcher, ou "Sketcher" en abrégé, constitue la base de la méthode de construction de solides conception 3D solide (CSG en anglais). Avec l' atelier PartDesign, elle constitue également la base de la méthodologie des fonctions pour la création de solides. Mais de nombreux autres ateliers utilisent également des esquisses.

L'atelier Sketcher comporte des contraintes, permettant aux formes 2D de suivre des définitions géométriques précises en termes de longueur, d'angles et de relations (horizontalité, verticalité, perpendicularité, etc.). Un solveur de contraintes calcule l'étendue contrainte de la géométrie 2D et permet une exploration interactive des degrés de liberté de l'esquisse.

Sketcher n'est pas destiné à produire des plans en 2D. Une fois que les esquisses sont utilisées pour générer un élément solide, elles sont automatiquement masquées et les contraintes ne sont visibles qu'en mode d'édition d'esquisse. Si vous avez uniquement besoin de produire des vues 2D pour l'impression et que vous ne souhaitez pas créer de modèles 3D, consultez l'atelier Draft.

Une esquisse pleinement contrainte.‎

Contraintes

Les contraintes sont utilisées pour limiter les degrés de liberté d'un objet. Par exemple, une ligne sans contrainte a 4 degrés de liberté (abréviation française "DDL" et anglaise "DoF") : elle peut être déplacée horizontalement ou verticalement, étirée, subir une rotation.

L'application d'une contrainte horizontale ou verticale, ou une contrainte d'angle (par rapport à une autre ligne ou à l'un des axes), limite la capacité de rotation, la laissant ainsi avec 3 degrés de liberté.
Le verrouillage d'un de ses points par rapport à l'origine va encore supprimer 2 degrés de liberté.
Et, l'application d'une contrainte de dimension va supprimer le dernier degré de liberté. La ligne est alors considérée comme entièrement contrainte.

Les objets peuvent être contraints les uns par rapport aux autres. Deux lignes peuvent être reliées par l'un de leurs points grâce à la contrainte de coïncidence des points. Un angle peut être défini entre elles ou elles peuvent être perpendiculaires. Une ligne peut être tangente à un arc ou à un cercle, etc. Une esquisse complexe comportant plusieurs objets peut avoir un certain nombre de solutions différentes, et le fait de la rendre entièrement contrainte peut signifier qu'une seule de ces possibles solutions a été atteinte sur la base des contraintes appliquées.

Il existe deux types de contraintes : géométriques et dimensionnelles. Elles sont détaillées dans la section Les outils ci-dessous.

Modifier les contraintes

Lorsqu'une contrainte pilotante de dimension est créée, et si la préférence Demander la valeur après la création d'une contrainte de dimension est sélectionnée (par défaut), une boîte de dialogue s'ouvre pour modifier sa valeur.

Sketcher_Edit_Constraint.png

Vous pouvez saisir une valeur numérique ou une expression, et il est possible de nommer la contrainte pour faciliter son utilisation dans d'autres expressions. Vous pouvez également cocher la case Référence pour faire basculer la contrainte en mode référence.

Pour modifier la valeur d'une contrainte existante de dimension, procédez comme suit :

  • Double-cliquez sur la valeur de la contrainte dans la vue 3D.
  • Double-cliquez sur la contrainte dans la fenêtre de dialogue.
  • Cliquez avec le bouton droit de la souris sur la contrainte dans la fenêtre de dialogue de l'esquisse et sélectionnez l'option Changer la valeur du menu contextuel.

Repositionner les contraintes

Les contraintes de dimension peuvent être repositionnées dans la vue 3D en les faisant glisser. Maintenez le bouton gauche de la souris enfoncé sur la valeur de la contrainte et déplacez la souris. Les symboles des contraintes géométriques sont positionnés automatiquement et ne peuvent pas être déplacés.

Esquisses de profil

Pour créer une esquisse qui peut être utilisée comme profil pour générer des solides, certaines règles doivent être respectées :

  • L'esquisse ne doit contenir que des contours fermés. Les espaces entre les extrémités, aussi petits soient-ils, ne sont pas autorisés.
  • Les contours peuvent être imbriqués pour créer des vides, mais ils ne doivent pas s'auto-intersecter ou croiser d'autres contours.
  • Les contours ne peuvent pas partager d'arêtes avec d'autres contours. Les arêtes en double doivent être évitées.
  • Les connexions en T, c'est-à-dire plus de deux arêtes partageant un point commun ou un point touchant une arête, ne sont pas autorisées.

Ces règles ne s'appliquent pas à la géométrie de construction (couleur bleue par défaut), qui n'est pas affichée en dehors du mode édition, ou si l'esquisse est utilisée à d'autres fins. D'autres restrictions peuvent s'appliquer en fonction de l'atelier et de l'outil qui utilisera l'esquisse de profil.

Aides au dessin

L'atelier Sketcher dispose de plusieurs aides au dessin et d'autres fonctions qui peuvent aider à créer des géométries et à appliquer des contraintes.

Modes continus

Il existe deux modes continus : Création de géométrie en mode continu et Création de contraintes en mode continu. Si ces modes sont cochés (par défaut) dans les préférences, les outils associés redémarreront après avoir été arrêtés. Pour quitter un outil en mode continu, appuyez sur Échap ou sur le bouton droit de la souris. Cette opération doit être répétée si un outil géométrique continu a déjà été saisi. Vous pouvez également quitter un outil continu en démarrant un autre outil de création de géométrie ou de contrainte. Notez qu'en appuyant sur Échap, si aucun outil n'est actif, vous quitterez le mode d'édition d'esquisse. Décochez la préférence Échap permet de quitter l'esquisse en édition si vous appuyez souvent par inadvertance sur Échap trop de fois.

Contraintes automatiques

Dans les esquisses pour lesquelles la case Contraintes automatiques est cochée (par défaut), plusieurs contraintes sont appliquées automatiquement. L'icône d'une contrainte automatique proposée s'affiche à côté du curseur lorsqu'elle est placée correctement. Un clic gauche permet alors d'appliquer cette contrainte. Il s'agit d'un paramètre par esquisse qui peut être modifié dans la fenêtre de dialogue ou en modifiant la propriété VueAutoconstraints de l'esquisse.

Les contraintes suivantes sont appliquées automatiquement :

Aimantation

introduit dans la version 0.21

Il est possible d'aimanter aux lignes de la grille et aux intersections de la grille, aux arêtes de géométrie et aux points médians des segments et des arcs, ainsi que sur certains angles. Veuillez noter que l'aimantation ne produit pas de contraintes en soi. Par exemple, ce n'est que si Contraintes automatiques est activé que l'aimantation à une arête produira une contrainte Point sur objet. Mais le simple fait de choisir un point sur l'arête aurait le même résultat.

Paramètres d'affichage

introduit dans la version 1.0

Selon l'option sélectionnée dans les préférences, seuls les paramètres d'affichage de dimension ou les paramètres d'affichage de dimension et de position peuvent être activés. Les paramètres de position permettent de saisir des coordonnées exactes, par exemple le centre d'un cercle ou le point de départ d'une ligne. Les paramètres de dimension permettent de saisir des dimensions exactes, par exemple le rayon d'un cercle ou la longueur et l'angle d'une ligne. Les paramètres d'affichage ne sont pas disponibles pour tous les outils.

Détermination du point central d'un cercle avec les paramètres de position activés

Détermination du rayon d'un cercle avec les paramètres de dimension activés

Si des valeurs sont saisies et confirmées en appuyant sur Entrée ou Tabulation, les contraintes correspondantes sont ajoutées automatiquement. Si deux paramètres sont affichés en même temps, par exemple les coordonnées X et Y d'un point, il est possible de saisir une valeur et de choisir un point pour définir l'autre. En fonction de l'objet, des contraintes supplémentaires peuvent être nécessaires pour le contraindre complètement. Les contraintes résultant des paramètres d'affichage sont prioritaires sur celles qui peuvent résulter des contraintes automatiques.

Arc créé en saisissant tous les paramètres d'affichage avec les contraintes créées automatiquement qui en résultent

Affichage des coordonnées

Si la préférence Afficher les coordonnées à côté du curseur lors de l'édition est cochée (par défaut), les paramètres de l'outil géométrique en cours (coordonnées, rayon ou longueur et angle) sont affichés à côté du curseur. Cette option est désactivée lorsque les paramètres d'affichage sont affichés.

Méthodes de sélection

Lorsqu'une esquisse est en mode édition, les méthodes de sélection suivantes peuvent être utilisées :

Sélection des éléments dans la vue 3D

Comme partout ailleurs dans FreeCAD, un élément peut être sélectionné dans la vue 3D avec un simple clic gauche de la souris. Mais il n'est pas nécessaire de maintenir la touche Ctrl pour sélectionner plusieurs éléments. Il est toutefois possible de maintenir cette touche enfoncée, ce qui présente l'avantage de pouvoir faire un mauvais clic sans perdre la sélection. Les arêtes, les points et les contraintes peuvent être sélectionnés de cette manière.

Sélection par une boîte dans la vue 3D

La sélection par boîte dans la vue 3D fonctionne sans utiliser Std Sélection par boîte ou Std Sélection d'éléments par boîte :

  1. Assurez-vous qu'aucun outil n'est actif.
  2. Faites l'une des choses suivantes :
    • Cliquez dans une zone vide et faites glisser un rectangle de gauche à droite pour sélectionner les éléments qui se trouvent entièrement à l'intérieur du rectangle.
    • Cliquez dans une zone vide et faites glisser un rectangle de droite à gauche pour sélectionner également les éléments qui touchent ou traversent le rectangle.

Vous pouvez sélectionner des arêtes et des points par boîte mais les contraintes ne peuvent pas être sélectionnées par une boîte.

Sélection de la géométrie connectée dans la vue 3D

introduit dans la version 1.0

Un double-clic sur une arête dans la vue 3D sélectionnera toutes les arêtes directement et indirectement connectées à cette arête via ses extrémités. Il n'est pas nécessaire que les arêtes soient reliées par des contraintes de coïncidence, il suffit que les extrémités aient les mêmes coordonnées.

Fenêtre de dialogue de Sketcher

Les arêtes et les points peuvent également être sélectionnés à partir de la section Éléments de la fenêtre de dialogue de Sketcher et les contraintes à partir de la section Contraintes de cette même fenêtre de dialogue.

Copier, couper et coller

introduit dans la version 1.0

Les raccourcis clavier standard, Ctrl+C, Ctrl+X et Ctrl+V, peuvent être utilisés pour copier, couper et coller une géométrie sélectionnée, y compris les contraintes associées. Mais ces outils sont également disponibles dans le menu Esquisse → Outils d'esquisse. Ils peuvent être utilisés au sein d'une même esquisse, mais aussi entre différentes esquisses ou instances distinctes de FreeCAD. Comme les données sont copiées dans le presse-papiers sous forme de code Python, elles peuvent également être utilisées d'autres manières (par exemple, partagées sur le forum).

Les outils

Les outils de l'atelier Sketcher se trouvent dans le menu Esquisse et/ou dans plusieurs barres d'outils. introduit dans la version 0.21 : la majorité des barres d'outils de Sketcher ne s'affichent que lorsqu'une esquisse est en mode édition. La seule exception est la barre d'outils de Sketcher est la seule à s'afficher si aucune esquisse n'est en mode édition.

Certains outils sont également disponibles dans le menu contextuel de le vue 3D lorsqu'une esquisse est en mode édition, ou dans les menus contextuels de la boîte de dialogue.

introduit dans la version 0.21 : si une esquisse est en mode édition, la barre d'outils Structure est cachée car aucun de ses outils ne peut être utilisé.

Généralités

Barre d'outils de Sketcher

  • Réorienter une esquisse : place une esquisse sur l'un des plans principaux avec un décalage en option. Cela peut également être utilisé pour détacher une esquisse.
  • Valider une esquisse : peut analyser et réparer une esquisse qui n'est plus modifiable ou qui présente des contraintes non valides, ou ajouter des contraintes coïncidentes manquantes.
  • Esquisse miroir : met en miroir les esquisses par rapport à leur axe X, axe Y ou à leur origine.

Barre d'outils du mode édition de Sketcher

  • Vue de section : permet d'activer/désactiver un plan de coupe temporaire qui masque tous les objets et parties d'objets devant le plan d'esquisse.

Barre d'outils des outils d'édition de Sketcher

Autres

  • Arrêt de l'opération : arrête tout outil de création de géométrie ou de contrainte en cours d'exécution.

Géométries d'esquisse

Ces outils permettent de créer des objets.

  • Point : crée un point.
  • Polyligne : crée une série de segments de lignes et d'arcs reliés par leurs extrémités. L'outil dispose de plusieurs modes.
  • Créer un arc :
  • Créer un cercle/une ellipse :
  • Créer un rectangle :
  • Créer un polygone régulier :
  • Carré : crée un carré. Idem.
  • Polygone régulier : crée un polygone régulier. Le nombre de côtés peut être spécifié.
  • Créer un contour oblong :
  • Créer une B-spline :
  • Géométrie de construction : permet de faire basculer les outils de création de géométrie en mode construction ou de faire basculer la géométrie sélectionnée en mode construction.

Contraintes d'esquisse

Il s'agit d'outils permettant de créer des contraintes. Certaines contraintes nécessitent l'utilisation de contraintes d'assistance.

  • Contraintes de dimension :
  • Dimension : il s'agit de l'outil de contrainte contextuelle de l'atelier Sketcher. En fonction de la sélection en cours, il propose des contraintes appropriées de dimension mais aussi des contraintes géométriques. introduit dans la version 1.0
  • Distance horizontale : fixe la distance horizontale entre deux points ou les extrémités d'une ligne. Si un seul point est présélectionné, la distance est relative à l'origine de l'esquisse.
  • Distance verticale : fixe la distance verticale entre deux points ou les extrémités d'une ligne. Si un seul point est présélectionné, la distance est relative à l'origine de l'esquisse.
  • Rayon automatique : fixe le rayon des arcs et des cercles des poids des B-splines ainsi que le diamètre des cercles.
  • Rayon ou poids : fixe le rayon des cercles, des arcs et des cercles des poids des B-splines.
  • Diamètre : fixe le diamètre des cercles et des arcs.
  • Angle : fixe l'angle entre deux arêtes, l'angle d'une ligne avec l'axe horizontal de l'esquisse ou l'angle d'ouverture d'un arc de cercle.
  • Fixe : Applique les contraintes de Distance horizontale et Distance verticale aux points. Si un seul point est sélectionné, les contraintes font référence à l'origine de l'esquisse. Si deux points ou plus sont sélectionnés, les contraintes font référence au dernier point de la sélection.
  • Coïncidence : crée une contrainte de coïncidence entre des points ou une contrainte concentrique.
  • Contrainte horizontale/verticale :
  • Horizontal : contraint les lignes ou les paires de points à être horizontales.
  • Vertical : contraint les lignes ou les paires de points à être verticales.
  • Parallèle : contraint les lignes à être parallèles.
  • Perpendiculaire : contraint deux lignes à être perpendiculaires, ou deux arêtes, ou une arête et un axe, à être perpendiculaires à leur intersection. La contrainte peut également relier deux arêtes, les obligeant à être perpendiculaires au niveau de la jonction.
  • Tangente : contraint deux arêtes, ou une arête et un axe, à être tangentes. La contrainte peut également relier deux arêtes, les obligeant à être tangentes au niveau de la jonction. Si deux lignes sont sélectionnées, elles deviennent colinéaires.
  • Égalité : contraint les arêtes à avoir la même longueur (lignes) ou la même courbure (autres arêtes sauf B-splines).
  • Symétrie : contraint deux points à être symétriques par rapport à une ligne ou un axe, ou par rapport à un troisième point.
  • Blocage : bloque les arêtes en place avec une seule contrainte. Il est principalement destiné aux B-splines.
  • Contrainte de réfraction : contraint deux lignes à suivre la loi de réfraction de la lumière lorsqu'elle pénètre à travers une interface.
  • Activer/désactiver les contraintes pilotantes/pilotées :
  • Contraintes pilotantes : active/désactive les outils de création de contraintes de dimension entre le mode pilotant et le mode piloté, ou fait basculer les contraintes de dimension sélectionnées entre ces modes.

Outils d'esquisse

  • Créer un congé/chanfrein :
  • Ajuster une arête :
  • Ajuster : ajuste une arête aux intersections les plus proches avec d'autres arêtes.
  • Diviser : divise une arête tout en transférant la plupart des contraintes.
  • Prolonger : prolonge ou raccourcit une ligne ou un arc jusqu'à un emplacement arbitraire, ou jusqu'à une arête ou un point cible.
  • Géométrie externe : projette sur le plan de l'esquisse des arêtes et/ou des sommets appartenant à des objets situés en dehors de l'esquisse.
  • Copie carbone : Copie toutes les géométries et contraintes d'une autre esquisse dans l'esquisse active.
  • Symétriser : crée des copies de manière symétrique des éléments sélectionnés.

Outils d'esquisse des B-splines

  • Insérer un nœud : insère un nœud dans une B-spline ou augmente la multiplicité d'un nœud existant.

Affichage

  • Afficher/masquer les informations d'une B-spline :
  • Polygone de contrôle : affiche ou masque le polygone de contrôle des B-splines dans toutes les esquisses.
  • Peigne de courbure : affiche ou masque le peigne de courbure des B-splines dans toutes les esquisses.
  • Espace virtuel : masque/démasque les contraintes ou active/désactive l'espace virtuel visible.

Outils obsolète

  • Cloner : clone un élément. Non disponible dans version 1.0 et suivantes.
  • Fermer la forme : ferme une forme en appliquant des contraintes coïncidentes aux points d'arrivée. Non disponible dans la (version 0.21 et suivantes).
  • Congé avec contrainte : crée un congé entre deux lignes non parallèles tout en préservant leur point d'angle. Non disponible dans version 1.0 et suivantes.
  • Connecter les côtés : connecte les éléments en appliquant des contraintes de coïncidence aux points d'arrivée. Non disponible dans la (version 0.21 et suivantes).
  • Copier : copie un élément. Non disponible dans version 1.0 et suivantes.
  • Déplacer : déplace la géométrie sélectionnée en prenant comme référence le dernier point sélectionné. Non disponible dans version 1.0 et suivantes.
  • Répétition linéaire : crée une répétition à partir d'éléments sélectionnés. Non disponible dans version 1.0 et suivantes.

Préférences

Bonnes pratiques

Chaque utilisateur de CAO développe sa propre méthode de travail au fil du temps, mais il existe quelques principes généraux utiles à suivre.

  • Une série d'esquisses simples est plus facile à gérer qu'une seule esquisse complexe. Par exemple, une première esquisse peut être créée pour l'élément 3D de base (un tampon ou une rotation), tandis qu'une deuxième peut contenir des trous ou des découpes (poches). Certains détails peuvent être laissés de côté, pour être réalisés ultérieurement en tant qu'éléments 3D. Vous pouvez choisir d'éviter les congés dans votre esquisse s'il y en a trop, et les ajouter en tant qu'élément 3D.
  • Créez toujours un profil fermé, sinon votre esquisse ne produira pas un solide, mais plutôt un ensemble de faces ouvertes. Si vous ne souhaitez pas que certains objets soient inclus dans la création du solide, transformez-les en éléments de construction avec l'outil Mode de construction.
  • Utilisez la fonction de contraintes automatiques pour limiter le nombre de contraintes que vous devrez ajouter manuellement.
  • En règle générale, appliquez d'abord les contraintes géométriques, puis les contraintes dimensionnelles, et verrouillez votre esquisse en dernier. Mais n'oubliez pas : les règles sont faites pour être transgressées. Si vous avez du mal à manipuler votre esquisse, il peut être utile de contraindre quelques objets avant de compléter votre profil.
  • Si possible, centrez votre esquisse par rapport à l'origine (0,0) avec la contrainte de verrouillage. Si votre esquisse n'est pas symétrique, localisez l'un de ses points par rapport à l'origine ou choisissez de jolis chiffres ronds pour les distances de verrouillage.
  • Si vous avez la possibilité de choisir entre la contrainte de longueur et les contraintes de distance horizontale ou verticale, préférez ces dernières. Les contraintes de distance horizontale et verticale sont moins coûteuses en termes de calcul.
  • En général, les meilleures contraintes à utiliser sont : Contraintes horizontales et verticales ; Contraintes de longueur horizontales et verticales ; Tangence point à point. Si possible, limitez l'utilisation de ces contraintes : la contrainte générale de longueur ; la tangence bord à bord ; la contrainte de fixation du point sur une ligne ; la contrainte de symétrie.
  • En cas de doute sur la validité d'une esquisse une fois qu'elle est terminée (les caractéristiques deviennent vertes), fermez la fenêtre de dialogue de Sketcher et utilisez Valider une esquisse.

Tutoriels

Script

La page Sketcher : Écrire des scripts contient des exemples sur la façon de créer des contraintes à partir de scripts Python.

Exemples

Pour avoir une idée de ce qui peut être réalisé avec les outils de Sketcher, jetez un coup d'œil aux Sketcher Exemples :


Sketcher
Hub utilisateurs
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