FreeCAD 的工作台(Workbench)就像是不同专业工人的工具箱,把针对特定任务的一组工具分门别类地组织在一起。
目前1.1.2版本有如下Assembly装配体工作台,BIM建筑工作台 ,CAM刀路 / 加工工作台, Draft草稿工作台, FEM有限元分析工作台, Material, Mesh网格工作台, Part Design零件设计工作台, Part零件工作台, Points, Reverse Engineering, Sketcher草图工作台 ,Spreadsheet电子表格工作台 ,Surface曲面工作台, TechDraw技术图纸工作台。
最核心的工作台包括:
零件设计(Part Design):
用于绘制严谨的3D机械零件。
草图(Sketcher):
用于精确绘制2D图形和尺寸约束。
零件(Part):
用于底层的几何体组合与布尔运算。
常用核心工作台
零件设计工作台(Part Design)
作用:现代机械设计的主力,通过“草图 → 拉伸/旋转 → 打孔/倒角”等特征叠加来做实体建模。
特点:有严格的依附关系(母子树结构),最像商业 CAD 软件(如 SolidWorks、Inventor)。
草图工作台(Sketcher)
作用:专门用来画 2D 平面图形。
特点:包含各种几何约束(平行、垂直、相切)和尺寸约束(长度、角度、半径),是零件设计建模的根基。
零件工作台(Part)
作用:基于底层几何内核(OpenCASCADE)操作。
特点:直接对现成的 3D 几何体(长方体、圆柱体)进行布尔运算(合并、相交、切割),比零件设计更自由但缺少特征树。
技术图纸工作台(TechDraw)
作用:把建好的 3D 模型投影转换成标准的 2D 工程图(包含视图、剖面、尺寸标注)。
特点:用于导出打印或发给工厂加工的蓝图。
装配体工作台(Assembly)
作用:把多个独立的零件按配合关系组装在一起。
特点:定义零件之间的固定、转动等约束,模拟机械运动。
其他专业与辅助工作台BIM / 建筑工作台(BIM / Arch)
作用:用于建筑设计,提供墙、窗、门、结构梁等建筑构件。
刀路 / 加工工作台(CAM)
作用:根据 3D 模型生成数控机床(CNC)加工所需的 G代码。
有限元分析工作台(FEM)
作用:对零件进行结构强度、应力、热力等物理仿真测试。
草稿工作台(Draft)
作用:传统的 2D 平面矢量绘图工具,类似轻量版 AutoCAD。
网格工作台(Mesh)
作用:专门用来修改和处理 3D 打印常用的 STL 网格文件。
Points (点云工作台)
核心功能:专门用于处理点云数据(Point Clouds)。
点云通常是通过 3D 扫描仪、激光雷达或三维摄影测量技术(Photogrammetry)获取的大量空间 3D 坐标点(X, Y, Z)。
常见用途:导入、导出和查看大量的 3D 扫描点数据(支持 .asc、.pcd、.ply 等格式)。清理噪声数据,例如裁剪或删除扫描时产生的无关背景点。将这些离散的点组合、稀疏化(下采样)或为下一步的网格化(Mesh)做准备。
Reverse Engineering (逆向工程工作台)
核心功能:将已有的物理实体(通常是 3D 扫描后得到的点云或网格模型)反向转化为可编辑的、参数化的 CAD 实体模型。
常见用途:提取几何特征:自动或手动在扫描文件(网格/点云)上捕捉平面、圆柱面、球面等几何基准。
截面提取:在网格模型的特定位置创建切片,获取其 2D 轮廓,进而可以将其带入草图工作台(Sketcher)进行精确临摹。
数模重构:当现有零件没有图纸、只有实体时,通过这个工作台“临摹”出完美的 3D CAD 模型,用于重新加工、改良或 3D 打印。
Spreadsheet (电子表格工作台)
核心功能:这是一个内置的数据管理和参数化设计核心工具。它的界面和功能非常类似于 Excel。
常见用途:全局参数控制:你可以在表格里定义一个变量(如 Length = 50,Width = 30),然后在你的草图(Sketch)或零件特征中直接引用这个单元格。
实现“一变全变”:当你修改电子表格里的某一个数值时,整个 3D 模型的尺寸、孔距、厚度都会自动更新。非常适合设计需要频繁调整尺寸的系列化零件(如不同规格的螺丝、机箱等)。
公式计算:支持在表格内写数学公式(如 Width * 0.5),实现尺寸之间的逻辑联动。
Surface (曲面工作台)
核心功能:专门用于创建和创建高度定制的、复杂的自由曲面(NURBS 曲面)。
常见用途:当传统的拉伸、旋转等刚性实体建模方式无法做出平滑流线型的外观时(例如鼠标外壳、汽车流线型车身、勺子把手、艺术雕塑等),
就需要用到曲面。边界填充(Filling):你只需要给出几条空间曲线作为边界,该工作台可以自动在它们之间“织出”一张平滑、连续的曲面网格。
通常需要与 Part 工作台配合,将多张曲面缝合(Sew)在一起,最终“实体化”为可加工的 3D 模型。