開源CAD的案例
數字孿生技術讓FreeCAD免費集成近千家優質制造商數百萬模型
借助3DfindIT.com提供的數字組件信息加速產品設計
CADENAS和參數化、可編程的3D開源CAD軟件FreeCAD合作，讓工程師和設計人員可以在FreeCAD 0.19版中訪問2500多個制造商目錄中的數百萬個3D CAD模型。全新并深度集成到FreeCAD中的可視化零部件搜索引擎3DfindIT.com，通過提供高質量、經制造商權威認證的組件信息和數據，讓用戶可以直接在3D開源CAD軟件中找到所需的CAD組件，根據實際需要進行配置，只需幾秒便可將配置后的模型和數據直接導入設計中。智能直觀的搜索方法，如幾何相似性搜索、草圖搜索、顏色搜索或功能搜索等，能充分滿足CAD用戶的特殊需求，有助于加快產品開發流程，顯著縮短產品上市時間。
用戶可以直接在FreeCAD軟件中選擇菜單項“ 3DfindIT”，然后訪問由組件制造商權威認證的數百萬個2D和3D CAD數據。數字組件包含大量的元數據，例如重心、材質、環境標準、零件編號等，借助3DfindIT.com，工程師不再需要手動創建所需的組件，從而有更多的時間進行創造性的產品開發。
關于3DfindIT.com及其創新搜索功能的更多信息
搜索引擎是現代社會最重要的應用工具之一。然而常見的搜索引擎并不是專為技術領域而研發的，所以搜索結果往往過于籠統而無法滿足工程師在零部件搜索方面的需求。3DfindIT.com是一個新維度的視覺搜索引擎，它可以在全球數百個制造商目錄中搜索數十億個3D CAD和BIM模型。具有智能搜索功能，如3D形狀搜索、2D草圖和照片搜索以及按照參數文本和值搜索等等。 3DfindIT.com已成為了建筑師、規劃師、工程師和設計師不可或缺的平臺。
展開 三維CAD內核+CAD數據格式基礎知識科普（ACIS、OCC、ParaSolid）
它是一個開放源碼CAD 內核，可以定制和擴展（添加新的功能組件，類的進一步繼承），面向CAD/CAM，對主流CAD 數據格式提供支持（STEP/STL/IGES 等，可自行開發轉換程序提供特定數據格式的支持），提供高級建模函數（擬合，有理樣條曲線，拉伸、旋轉、掃略、層疊拉伸、圓角、倒角、薄殼、修剪、偏移等），參數化模型，提供幾何模型的特征提取，對Visual C++/MFC 有很好的支持。各CAD引擎間的對比關系如下表所示：
CAD引擎間的對比
通過上面的對比來說，可以看出ACIS+HOOPS的組合，以及ParaSolid作為商用的引擎具有更高的成熟度和性能優化；但這些引擎需要授權，而且出于商業機密，無法提供最終完全的源代碼，透明度和擴展性會有一定的限制。
相對于商用軟件，開源CAD引擎具有免費、可擴展性好等優點；同時隨時CAD技術及開源引擎的不斷優化，像OCC這樣的引擎將在更多的領域得到應用。目前基于OCC的CAD軟件有FreeCAD、HeeksCAD、AnyCAD等。
2.CAD數據格式說明
（1）商用CAD軟件格式
目前，成熟的商用軟件都有其自身的一套文件體系。這些文件出于存儲效率及其它商業原因，大多以二進制形式提供，而且格式不明確。作為3D技術的領導者，Spatial意識到實現不同格式數據（包括原始格式數據和非原始格式數據）有效轉換的必要性。
展開 FreeCAD下載安裝教程及入門案例 ￥1
1.1 FreeCAD
一款免費開源的CAD軟件。
1.2 下載及安裝
網址：freecadweb.org/
點擊Download now開始下載，下載完成后得到：FreeCAD-0.20.2-WIN-x64.exe
此為2023年5月10日下載時最新版本。
雙擊安裝包，開始安裝，所有設置默認即可。
1.3 打開軟件
雙擊桌面快捷方式打開：
若桌面沒有快捷方式在安裝路徑下（默認安裝在C盤）找到FreeCAD.exe文件，雙擊即可打開軟件：
打開后軟件窗口如下：
1.4 環境預設
1.4.1 中文環境
Edit->Preferences->General->language->簡體中文。
展開 打開CAD內核的奧秘 | 工業軟件發展史
開源還有一棵獨苗
一款開源的OpenCasCade，是一棵奇特的幼苗。成立于1964年的法國馬特拉公司MATRA的Euclid系統，也有自己的內核，主要是曲面造型。為了和PTC抗衡，開發了Cas.Cade新一代內核。現在在華天的一個總工，當年就是在負責基于Cas.Cade的新一代CAD系統Euclid Designer開發。彼時中國航天對它的理念非常欣賞，認為符合航天設計需求，可以從老的Euclid平穩過渡到新的Euclid Designer。可惜最終馬特拉被達索并購了，整個新一代系列基本停止開發了，曾給予厚望的航天，也只好逐步轉向Pro/E了。
達索與馬特拉合并后，并沒有吸納所有的研發人員，也沒有說要如何用Cas.Cade，讓剩下的人員成立了一個公司。這部分團隊，索性將其變成開源，按照全開源（LGPL）協議進行管理。代碼主要還是法國團隊管理，但是在俄羅斯有一個較大的團隊，進行應用定制開發。雖然這并不是達索所期望的局面，但是已經晚了。最近幾年版本更新比較快。在此內核的基礎上，開發出一個開源CAD系統FreeCAD。 目前國內也有運用OpenCasCade的社群，開發些小系統。作為開源的幾何引擎，做成商業CAD軟件開發難度不小。
造不如買，再次毀掉商業化機會
擁有高水平的內核，是發展自主CAD/CAM/CAE和的核心工作。然而，世界上幾何引擎不多了，基本處于壟斷地位。
展開 
學習有限元編程，這些書籍及開源軟件你值得擁有(一)
開源軟件
自己寫代碼只能練練手，小打小鬧，國產CAE軟件不是幾個人可以搞定的，需要一個團隊幾十年的技術積累，還要有穩定的團隊、后繼人才持續的完善和改進，難度還是相當大的。
想快又想功能強大，可以選擇在開源軟件基礎上進行定制化開發，據說華為在嘗試于FreeCAD基礎上進行CAE開發，FreeCAD本是一款開源的CAD軟件，具備一些簡單的有限元分析功能。
FreeCAD下載地址如下：
https://www.freecadweb.org/
另外，小編推薦一款開源的CAE軟件——Code-Aster，是目前最好的有限元開源軟件之一。原始的Code-Aster只有求解器，安裝過程相當繁瑣。另外一個版本，是集成了gmsh和paraview的版本，Salome-Meca，既有前后處理器又有求解器，安裝也比較簡單。下載地址如下：https://code-aster-windows.com/download/
文章轉自“復合材料力學”微信公眾平臺
展開 利用3D打印，科學家制造了世界上第一個三維立體電路
團隊成員花了 3 年時間開發“未來主義”的CAD工具，用于生產三維/立體電路。這些工具是他們自主設計的，不同于其他研究團隊使用的軟件工具
Carranza 是一名博士生，兩年前加入 EM 實驗室。當 Rumpf 提出開發一種方式設計三維電路時，Carranza 抓住了機會，并參與到其中。他通過一種開源的 CAD 軟件來集成定制化功能，用于設計三維電路。Carranza 表示，“我建造一個定制化的工具，可以將電子組件放置在任意位置、任意方向，可以在三維方向設計電路連接。”Carranza 用了 1 年的時間，做出第一版 CAD 軟件。他表示，“沒有軟件，我們就沒真正能將設計翻譯成 3D 打印機可讀代碼的工具。”
Robles 和 Valle 也是 EM 實驗室的博士生，他們主要負責 3D 打印方面。他們用了近 1 年時間搭建 Carranza 開發的設計軟件和 3D 打印過程之間的聯系。2018 年下半年初，Robles 成功地完成了一個界面，可將電路設計轉化成 3-D 打印機可以讀取的代碼，使之可以一步打印出電路。之后，Valle 和 Carranza 對其進行了微調，打印出世界上第一個三維立體電路。
Valle 表示，“在整個過程中是最難的一步，是讓CAD、代碼生成器和 3-D 打印機器能夠很好地協同工作。通常而言，制造一個電路板，一般分為兩步。首先要有一塊塑料薄板，在上面制造金屬痕跡，然后再把電子元件集成到上面。而我們的方法獨特之處在于，我們把這些過程結合起來，并且打印出三維結構，再設計電路時就可以擁有很高的自由度。”
Rumpf 表示，這項技術的應用范圍很廣泛，它能夠把電路集成到任何形狀物體中或者表面，同時并沒有相應增加電子器件的尺寸或者重量。“我們可以根據需求制造任何形式或樣式的電路，例如把電路置于軍需品、眼鏡、鞋子甚至是咖啡杯中。
展開 SiPESC建模/分析/可視化一體化環境
研究背景
通過集成開源幾何(CAD)軟件OpenCasCade及網格剖分軟件NetGen，SiPESC平臺構建了基于腳本語言（python）的結構有限元建模、施加約束/載荷、賦予材料屬性，從而可以實現有限元建模/分析/可視化的一體化軟件環境。
此工作中，SiPESC平臺提供了統一的幾何引擎接口、網格剖分接口；經插件封裝后支持Python驅動，進一步可對接多類型幾何引擎、網格剖分引擎，實現內部模塊的動態替換與擴展。
根據GPL協議，SiPESC平臺的這部分插件源碼經測試后也將開源發布。本文通過一個具體的小例子來展現這一功能。
幾何建模介紹
通過OpenCasCade開源代碼集成，SiPESC平臺實現了布爾運算、拉伸、旋轉、曲面建模等幾何建模功能。
展開 工業軟件的內涵和發展趨勢
圖4 工業APP參考模型（來源：工業互聯網APP白皮書，工業技術軟件化聯盟，2018.4）
6）工業軟件的開發環境轉向開放、開源
工業軟件的開發環境已從封閉、專用的平臺走向開放和開源的平臺。Linux操作系統的廣泛應用顯著降低了企業的IT成本；Java以其跨平臺應用的特點，得到了工業軟件開發商的青睞；在人工智能領域，Google推出了Tensorflow開源引擎，使得企業可以快速開展相關應用；智能機器人領域的開源操作系統ROS，使得IT專家能夠快速開發機器人應用；ARM公司發布了開源的物聯網操作系統Mbed OS。在CAD軟件領域，Intellicad Technology Consortium（ITC組織）提供了一個類似AutoCAD的CAD開源平臺，也在全球吸引了很多軟件開發商。
7）工業軟件的運行平臺從PC轉向移動端
工業軟件的運行平臺從以PC為主，走向支持多種移動操作系統（安卓、蘋果、微信小程序等）。如果要開發支持多個移動操作系統的APP，對于工業軟件開發商而言，無疑需要并行維護多套系統。因此，很多工業軟件開發商選擇了基于HTML5來開發適應Windows和多種移動操作系統的軟件。
來源于：智能制造實踐指南
展開 工業軟件的內涵和發展趨勢
圖4 工業APP參考模型（來源：工業互聯網APP白皮書，工業技術軟件化聯盟，2018.4）
6）工業軟件的開發環境轉向開放、開源
工業軟件的開發環境已從封閉、專用的平臺走向開放和開源的平臺。Linux操作系統的廣泛應用顯著降低了企業的IT成本；Java以其跨平臺應用的特點，得到了工業軟件開發商的青睞；在人工智能領域，Google推出了Tensorflow開源引擎，使得企業可以快速開展相關應用；智能機器人領域的開源操作系統ROS，使得IT專家能夠快速開發機器人應用；ARM公司發布了開源的物聯網操作系統Mbed OS。在CAD軟件領域，Intellicad Technology Consortium（ITC組織）提供了一個類似AutoCAD的CAD開源平臺，也在全球吸引了很多軟件開發商。
7）工業軟件的運行平臺從PC轉向移動端
工業軟件的運行平臺從以PC為主，走向支持多種移動操作系統（安卓、蘋果、微信小程序等）。如果要開發支持多個移動操作系統的APP，對于工業軟件開發商而言，無疑需要并行維護多套系統。因此，很多工業軟件開發商選擇了基于HTML5來開發適應Windows和多種移動操作系統的軟件。
來源于：《智能制造實踐指南》 作者：黃培，許之穎，張荷芳
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