FreeCADで3Dプリント用の小物を寸法指定して設計する方法

この記事を書いている人（せせら）

普段は個人事業主のプログラマーとして仕事をしています。
個人で作業効率化サービスを運営し、挑戦を続ける人々を静かに応援しています。

3Dプリント用の小物を、狙った寸法で設計したい。幅や穴の位置はどう指定すればいいんだろう。

幅や穴の位置まで数値で決めるとなると、戸惑いますよね。

FreeCADで寸法を指定

無料のFreeCADで寸法を拘束して小物を立体化し、寸法と形状を確認して編集元とSTLを保存しましょう。

寸法拘束では幅や穴の位置を数値で決められるため、見た目だけで輪郭を合わせる手間を減らせます。編集元をFCStd形式で残せば、後から寸法を変更できます。

設計に使えるソフト

設計からSTLの書き出しまでFreeCADで進められます。寸法案を整理する補助手段として、紙と定規も使えます。

• 導入時は、パソコンのOSとCPUに合う配布版を選んでください。
• 紙の図から直接STLは作れないため、立体データはCADで作成します。
• 手持ちの対応パソコンでFreeCADの設計・保存・書き出しができれば、新しいパソコンや3Dプリンターを購入せずにSTL作成まで進められます。

設計から保存まで

寸法を決めてから輪郭を作り、立体化した形を確認して保存します。大まかな流れは次の4段階です。

1. 作りたい小物の外形寸法、厚み、穴の位置を整理し、使う単位をそろえます。
2. スケッチで輪郭を描き、長さや位置を数値で指定します。形の関係を決める幾何拘束も設定し、意図した形を保てるようにします。
3. 輪郭を押し出して厚みを付け、必要な穴やくぼみを作ります。FreeCADでは、押し出しにPad、切り込みにPocketを使えます。
4. 寸法とソリッド形状を確認し、形状チェックで不具合を調べます。編集元をFCStdで保存してからメッシュへ変換し、曲面の粗さを確認してSTLを書き出します。

• 見た目だけで輪郭を整えず、長さと位置を拘束してください。拘束が不足すると、後の寸法変更で意図しない形に変わることがあります。
• 立体化した後も、外形寸法や穴の位置を確認しておきましょう。
• メッシュの精度は、曲面の滑らかさとファイルサイズに関わります。
• プリンターに合わせたG-codeの生成は、STL作成後の別作業です。

おすすめのパソコン

FreeCADを使うパソコンがまだなく、Macで設計したい場合は、私はMacBook Air 13インチ M5・16GB・512GB シルバーをおすすめします。Apple Silicon版FreeCADに対応するM5と、編集元やSTLを保存する512GBの保存領域を備えているので、小物の設計から保存までを一台で進める端末として選びます。紹介するのは日本語キーボードの標準構成で、購入前には使うFreeCADの対応OSを確認してください。

画面とキーボードが本体にそろい、形状を確認しながら寸法を入力できる点も便利です。手持ちのパソコンでFreeCADの設計・保存・書き出しができれば、買い足す必要はありません。MacBook Air（13インチ、M5）の公式技術仕様で、チップ・メモリ・保存容量の構成を確認してみてください。

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寸法入力から始める

まずはパソコンのOSとCPUに合うFreeCADを用意し、作りたい小物の輪郭に長さや位置の寸法を入れてみましょう。パソコンがまだなくMacを検討する場合は、紹介した機種の商品ページで構成を確認し、FreeCADの対応OSと照らし合わせてください。