カテゴリー: FreeCAD習得講座

「設計が終わった後に『やっぱり幅を5mm広くして』と言われて絶望した……」
「1つの数字を変えるために、何十個ものスケッチを開き直すのはもう限界」
「Excelのように数値を一括で管理する方法はないの？」

FreeCADの習得もいよいよ中盤、第20回を迎えました。ここまでの知識で形を作ることはできるようになりましたが、実務や本格的なモノづくりにおいて最も大切なのは「修正のしやすさ」です。

今回紹介する「スプレッドシート（Spreadsheet）連携」は、FreeCADをただの3Dお絵描きソフトから、プロ仕様の強力な設計ツールへと変貌させる魔法の機能です。数値を一つ書き換えるだけで、モデル全体のサイズが自動的に追従する「パラメトリック設計」の世界へ足を踏み入れましょう。

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1. パラメトリック設計の真骨頂

パラメトリック設計とは、図形の形状を直接決めるのではなく、「変数（パラメーター）」という媒介を通してコントロールする手法のことです。

例えば、これまではスケッチの寸法拘束に直接「50mm」と打ち込んでいました。これを「幅」という名前の変数に置き換え、別の場所（スプレッドシート）で「幅＝50」と定義します。

なぜスプレッドシートを使うのか？

• 一括変更が可能：複数のパーツで共通して使っている数値（板厚やネジ穴径など）を一度に直せます。
• ミスが減る：あちこちのスケッチに同じ数値を手入力する手間が省け、入力ミスを防止できます。
• バリエーション展開：数値を書き換えるだけで「Sサイズ」「Lサイズ」といった展開が一瞬で完了します。

これこそが、将来的にスキルを資産化し、効率的に設計を進めるための必須テクニックです。

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2. Spreadsheetワークベンチの基本操作

まずは、FreeCAD 1.0.2の中で「表」を作成する準備をしましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. ワークベンチのプルダウンメニューから [Spreadsheet] を選択します。
2. ツールバーにある [新しいスプレッドシートを作成] アイコン（表のようなマーク）をクリックします。
3. モデルツリーに「Spreadsheet」という項目が追加されるので、これをダブルクリックして開きます。
4. Excelのようなセルが表示されます。ここに「項目名（名前）」と「数値」を並べて入力していきます。

💡 ヒント / 注意点
A列に「Width（幅）」、B列に「50」といった形で入力するのが一般的です。ただし、これだけではまだモデルと連携できません。次に解説する「エイリアス」の設定が必要です。

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3. 変数（Alias）の設定と呼び出し方

FreeCADが数値を認識するためには、各セルに「エイリアス（別名）」というニックネームを付ける必要があります。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 数値を入力したセル（例：B1セル）を右クリックし、[プロパティ…] を選択します。
2. 表示されたダイアログの [エイリアス] タブをクリックします。
3. 「エイリアス」の入力欄に、分かりやすい名前を付けます（例：width）。
4. [OK] を押すと、そのセルの背景が黄色に変わります。これが「変数として登録された」合図です。

💡 1.0.2のポイント
エイリアス名には日本語を使わず、英数字で付けるのがエラーを防ぐコツです。また、数字から始まる名前やスペースを含む名前は使えません。

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4. スケッチ寸法とスプレッドシートの紐付け

いよいよ、スプレッドシートの数値をスケッチの寸法に反映させます。

手順解説 (Step-by-Step)

1. モデリング用のスケッチを開き、寸法拘束を与えたい線を選択します。
2. 寸法入力の画面で、入力欄の右端にある [青い円のアイコン (f(x)マーク)] をクリックします。
3. 「数式エディタ (Formula editor)」が開きます。
4. 入力欄に Spreadsheet.エイリアス名 と入力します（例：Spreadsheet.width）。
5. 入力の途中で候補が表示されるので、それを選択するのが確実です。最後に [OK] を押します。

これで、寸法値の横に青いチェックマークが付き、スプレッドシートの数値が反映されます。スプレッドシートに戻って数値を書き換えてみてください。3Dモデルの形がリアルタイムで変わるはずです！

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5. ケース設計に役立つ「クリアランス変数」

スプレッドシート連携が最も威力を発揮するのが、次回以降に挑戦する「ケース設計」です。特に「クリアランス（隙間）」の管理に役立ちます。

推奨される変数リスト

エイリアス名	意味	活用方法
thick	板厚	ケースの壁の厚みをすべてこれで管理する。
gap	隙間	3Dプリンターの精度に合わせて、蓋と本体の隙間（0.2mmなど）を一括調整する。
hole_d	穴径	ネジ穴の大きさを一斉に変更する。

例えば、Spreadsheet.width + (Spreadsheet.gap * 2) のように数式エディタ内で計算させることも可能です。これにより、「本体のサイズを変えたら、蓋のサイズも自動で適切な隙間を保ったまま大きくなる」という完璧な連動が実現します。

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よくあるトラブルと解決策

Q：数式エディタで「Spreadsheet」と打っても候補が出ない

A：スプレッドシートの名前（ラベル）が「Spreadsheet」以外になっていませんか？モデルツリーで表示されている名前を正確に入力する必要があります。また、エイリアス設定（黄色の背景）が正しく完了しているか確認してください。

Q：数値を大きくしたらモデルが壊れた！

A：これは「拘束」が不完全な場合によく起こります。モデルを動かす前に、スケッチがしっかり「完全拘束（緑色）」になっていることを確認しましょう。骨組みがしっかりしていれば、サイズ変更にも耐えられます。

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5. まとめ

今回は、設計の効率と精度を飛躍的に高める「スプレッドシート連携」を解説しました。

• スプレッドシートは、設計図の数値を一括管理する司令塔。
• エイリアス（Alias）を設定して、セルに名前を付ける。
• 数式エディタ [f(x)] を使って、モデルと数値を紐付ける。
• パラメトリック設計を導入すれば、後からの修正も怖くない。

ここまで学んだあなたは、もう単なる「形を作れる人」ではなく、「意図を持って設計できる人」へと進化しました。

次回からは、この連載の集大成となる「オリジナル電子工作ケースの設計」プロジェクトが始まります！まずは企画と、正確な設計の要となる「ノギスを使った採寸術」からスタートしましょう。お楽しみに！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「3Dプリンターを買ったけど、出力するのはネットで拾ったデータばかり……」
「もっと自分らしくて、デザイン性の高い実用品を作ってみたい！」
「幾何学的なハニカム構造（ハチの巣状）ってどうやってモデリングするの？」

そんな悩みを解決するのが、今回の実践演習です。これまでに学んだ多角形の描き方、パターンの複製、そして立体の足し引きを組み合わせれば、プロが作ったようなハニカム構造のペン立てを自作することができます。

この記事のゴールは、複雑に見えるメッシュ形状を「効率的な手順」で作り上げることです。一見難しそうですが、仕組みを理解すれば初心者でも驚くほど簡単に設計できます。

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1. コンセプト設計とモデリング戦略

複雑な形を作るときほど、いきなり手を動かさず「どうやって作るか」という戦略を立てることが重要です。これを怠ると、途中で修正ができなくなったり、エラーの迷宮に入り込んだりしてしまいます。

今回のハニカムペン立てを「FreeCAD ペン立て 作り方」のコツに従って効率よく作る戦略は以下の通りです。

• ベースを作る：まずは中身の詰まった六角柱を作成する。
• 種（穴）を作る：ハニカムの元となる「一つの六角形の穴」を作る。
• パターンで増やす：その穴を「直線パターン」で縦横にコピーする。
• 中をくり抜く：最後に大きな穴を開けて、ペンを入れられるようにする。

この「小さな単位を作ってから増やす」という思考法は、3D CADの実務において非常に汎用性が高い一生モノのスキルになります。

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2. 基本となる六角柱の作成

まずはペン立ての土台となる本体を作ります。今回はデザイン性を高めるために、円柱ではなく「六角柱」をベースにします。

手順解説 (Step-by-Step)

1. [Part Design] ワークベンチに切り替え、[ボディーを作成] → [スケッチを作成] をクリックします。
2. [XY_Plane]（床の面）を選択して [OK]。
3. ツールバーの [正多角形を作成] アイコン（六角形のマーク）を選択します。
4. 原点（中心点）をクリックし、マウスを広げて六角形を描きます。
5. 幾何拘束（図形の動きを制限するルール）を使って、一辺を [水平拘束] にし、中心からの距離（内接円の半径）を [寸法拘束] で 40mm に指定します。
6. スケッチが緑色（完全拘束）になったら [閉じる] を押し、[パッド] で 100mm 押し出します。

💡 ヒント：正多角形ツールのコツ
FreeCAD 1.0.2では、多角形ツールを選択した際、コンボビューで「辺の数」を指定できます。デフォルトの「6」になっていることを確認しましょう。

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3. 側面にパターン用の「種」となる穴を作る

ここが今回の最重要ポイントです。側面にハニカム模様を刻むための「最初の1個」を作ります。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 作成した六角柱の「平らな側面」を一つクリックして選択します。
2. そのまま [スケッチを作成] をクリック。これで側面に絵を描く準備が整いました。
3. 再度 [正多角形を作成] を使い、小さな六角形を一つ描きます。
4. この六角形の高さを 8mm 程度にし、位置を底面から少し浮かせて [完全拘束] します。
5. スケッチを閉じ、[ポケット] 機能を使って 3mm 程度（壁を貫通しない深さ）削ります。

これで、表面に一つだけ六角形の凹みができました。この「種」をこれから一気に増殖させます。

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4. パターン機能で穴をハニカム状に増殖

一つずつ穴をスケッチするのは大変ですが、パターン機能を使えば一瞬です。ハニカム構造を作るには、少しずらして配列させるのがコツです。

手順解説 (Step-by-Step)

1. モデルツリーで、今作った [Pocket] を選択します。
2. ツールバーの [直線状パターン] をクリックします。
3. タスクパネルで「方向」を縦方向（通常はスケッチのY軸）にし、穴の間隔と個数を調整します。
4. さらに、横方向にもコピーを繰り返します。

💡 注意点：計算負荷に注意
一度に100個以上のパターンを作ろうとすると、パソコンの動作が重くなることがあります。まずは少ない数でプレビューを確認しながら進めましょう。

すべての面に同じ処理をしたい場合は、さらに [円状パターン] を組み合わせることで、六角柱の全周をメッシュで覆うことができます。これが第18回で学んだブーリアン演算やマルチ変換の応用です。

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5. 3Dプリント時のオーバーハング対策

最後に、実際に3Dプリンターで印刷するための「設計の配慮」を行いましょう。ハニカム構造は非常に合理的ですが、穴の形によっては印刷に失敗することがあります。

オーバーハング（空中の造形）のルール

3Dプリンターは下から層を積み重ねるため、あまりに急な角度の天井（オーバーハング）はうまく印刷できません。一般的には 45度〜60度 が限界と言われています。

形状	印刷しやすさ	理由
尖った方を上にした六角形	◎ 最適	天井が尖っている（斜め）なので、サポート材なしでも綺麗に印刷できる。
平らな面を上にした六角形	△ 難しい	天井が真横に走るため、糸を引いたり垂れたりしやすい。

「FreeCAD ペン立て 作り方」の実践においては、六角形の向きを「頂点が真上を向くように」配置するのが、サポート不要で美しく出力するプロのテクニックです。

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よくあるトラブルと解決策

スケッチが赤くなって動かなくなった

多角形ツールは自動で多くの拘束がつきます。位置を決めようとして寸法を入れた際、既存の拘束と矛盾すると過剰拘束になります。不要な「水平拘束」などを一つ消すと解決することが多いです。

パターンを実行すると「ボディーと交差していません」と出る

コピーされた穴がボディーの端からはみ出しているときに発生します。個数を減らすか、間隔を狭めて、すべての穴がボディーの範囲内に収まるように調整してください。

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5. まとめ

今回の演習では、応用機能を組み合わせて実用的なペン立てを作成しました。

• モデリング戦略：大きな塊から、最小単位（種）をコピーして増やす。
• ハニカム構造：六角形を規則正しく並べることで、軽さと強度、デザイン性を両立できる。
• 3Dプリントへの配慮：頂点を上に向けることで、サポートなしでの綺麗な出力を実現する。

ここまで来れば、あなたはもう「作りたいものを形にする力」をかなり身につけています！

次回からは、より高度な管理術を学びます。設計図の数値をExcelのような表で一括管理する「スプレッドシート連携」を解説します。これができれば、1つのデータからサイズ違いのペン立てを量産できるようになりますよ。

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「スケッチを描いて押し出すだけじゃ、作りたい形が作れない…」
「2つの部品を合体させて、1つの部品にしたい」
「複雑な形の穴を、スポッとくり抜きたい」

これまで学んできた「スケッチ→押し出し」という手順は、積み木を積み上げるようなものでした。しかし、もっと自由な形を作るには、粘土細工のようなアプローチが必要です。

それが今回紹介する「ブーリアン演算（Boolean Operation）」です。これは、立体同士を「足し算（結合）」したり「引き算（切り取り）」したりする機能のことです。

この記事では、Part Designワークベンチで複数のボディーを組み合わせ、複雑な形状を一瞬で作るテクニックを解説します。これができれば、モデリングの自由度が飛躍的に向上しますよ！

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1. ブーリアン演算の基本（和・差・積）

ブーリアン演算とは、簡単に言えば「立体同士の計算」です。主に以下の3つの種類があります。

• 結合（Union / Fuse）：足し算。
  2つの立体を合体させて、1つの塊にします。
• 切り取り（Difference / Cut）：引き算。
  ある立体から、別の立体の形を削り取ります。
• 共通部分（Intersection / Common）：掛け算。
  2つの立体が重なっている部分だけを残します。

FreeCADのPart Designワークベンチでは、これらを「アクティブなボディーに対して、別のボディーを使って行う」というルールで操作します。

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2. Part Designにおける「ブーリアン」の操作手順

では、実際に操作してみましょう。前提として、モデルツリーに2つ以上のボディー（Body）がある状態が必要です。

準備

1. 「土台となるボディー（例：四角い箱）」を用意します。
2. 「足したい（または引きたい）ボディー（例：球体）」を別のボディーとして用意し、位置を重ねておきます。
3. 土台となるボディーをダブルクリックして、アクティブ（太字の状態）にします。
   ※ここが重要です！「計算される側」をアクティブにします。

操作手順 (Step-by-Step)

1. ツールバーの [ブーリアン演算] アイコン（青い丸と白い丸が重なったマーク）をクリックします。
   ![画像指示：Part Designツールバーにあるブーリアン演算アイコンをクリックしている画面]
2. 左側のタスクパネルで、演算の種類（結合、切り取り、共通部分）を選びます。
3. [ボディーを追加] ボタンを押し、3Dビューまたはモデルツリーで「相手のボディー」を選択します。
4. [OK] をクリックします。

これで、2つのボディーが計算されて1つの形状になりました！

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3. 複数のボディーを合体させる方法

最もよく使うのが「結合（Fuse）」です。

例えば、「取っ手」と「カップ」を別々に作っておき、最後に合体させる場合などに使います。スケッチで複雑な形を一度に描くよりも、単純な部品（直方体や円柱など）を作ってから合体させる方が、修正も楽で形状も安定します。

ポイント

• 結合すると、重なっている部分は自動的に融合され、境目がなくなります。
• 結合後は「1つのボディー」として扱われるため、その上からさらにフィレット（角丸め）などをかけることができます。

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4. 形状を利用して削り取るテクニック

次は「切り取り（Cut）」です。これは「ポケット」機能の強化版とも言えます。

ポケット機能は「平面に描いたスケッチ」でしか削れませんが、ブーリアンの切り取りなら「複雑な立体形状」で削ることができます。

活用例

• ケースの内側を作る：製品の外形データを一回り小さくして、元の形状から引き算すれば、均一な肉厚のケースが作れます。
• 型を作る：ブロックから製品モデルを引き算すれば、その製品を成形するための「金型」のデータが作れます。

💡 ヒント
ネジ穴などの単純な穴なら「ポケット」や「穴ツール」の方が手軽ですが、複雑な曲面の凹みを作りたい時はブーリアンの出番です。

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5. 注意：演算後の修正の難しさについて

非常に便利なブーリアン演算ですが、使いすぎには注意が必要です。

ブーリアンを行うと、計算に使った「元のボディー」は、新しい演算フィーチャーの中に飲み込まれて見えなくなります（モデルツリーの階層が深くなります）。

修正したい時は？

元の形状を修正するには、モデルツリーで「Boolean」の左側にある [▶] マークを展開し、中にある元のボディー（Body）を探し出して編集する必要があります。

あまり何回もブーリアンを繰り返すと、ツリーが複雑になりすぎて管理できなくなることがあります。「基本は1つのボディーで作り込み、どうしても必要な時だけブーリアンを使う」というバランス感覚が大切です。

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5. まとめ

今回は、複数の立体を計算して新しい形を作る「ブーリアン演算」について解説しました。

• ブーリアンには「結合」「切り取り」「共通部分」の3種類がある。
• Part Designでは、アクティブなボディーに他のボディーを作用させる。
• 複雑な形状のくり抜きや、別パーツの合体に便利。
• 履歴が複雑になるため、使い所を見極めることが大切。

これで、粘土をこねるように自由自在に形を作れるようになりましたね！

次回は、これまでの応用テクニックを総動員した実践課題「ハニカム構造のペン立て」を作成します。六角形の穴をパターン機能で敷き詰め、おしゃれで実用的なアイテムを作りましょう！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「すでに開いている穴の中心に合わせて、新しい円を描きたいのにスナップしない！」
「ケースのフチとぴったり同じサイズの蓋を作りたい」
「下書きの線をなぞりたいのに、反応してくれない…」

FreeCADでスケッチを描いているとき、画面に見えている「他の立体の角」や「穴のフチ」に線を繋げようとしても、マウスが反応せずイライラしたことはありませんか？

実は、スケッチモード中は、そのスケッチ以外の形状は「見えているけど触れない」状態になっています。

そこで必要になるのが、今回紹介する「外部参照（External Geometry）」です。この機能を使えば、既存の形状をスケッチ内に「参照線」として取り込み、位置合わせや寸法の基準として利用できるようになります。部品同士がピタッと組み合う設計をするための必須テクニックです。

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1. 外部参照が必要になるシチュエーション

通常、スケッチを描くときは「何もない空間」か「選んだ面の上」に描きますが、設計が進んでくると「すでに作った形」を利用したい場面が増えてきます。

よくあるシーン

• ケースの蓋を作る時：ケースの外形線（フチ）をなぞって、ぴったり同じサイズの四角を描きたい。
• ボルト穴を開ける時：土台にある穴とまったく同じ中心位置に、蓋側の穴を開けたい。
• 部品を組み合わせる時：隣の部品の端っこに合わせて、長さを決めたい。

これらの作業を行うには、既存の立体の「辺（エッジ）」や「点（頂点）」を、現在作業中のスケッチの中に「コピーして持ってくる」必要があります。それが外部参照です。

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2. 「外部形状へのリンクを作成」ツールの使い方

それでは、実際に外部参照を使ってみましょう。ここでは、すでに「穴の開いたプレート」があり、その上に新しいスケッチを描いている状態を想定します。

手順解説 (Step-by-Step)

1. スケッチ編集モードに入ります。
2. ツールバーの [外部形状へのリンクを作成 (External Geometry)] アイコン（青い長方形に線が繋がっているようなマーク）をクリックします。
   ※ショートカットキーは [ X ] です。
3. その状態で、背景に見えている立体の「利用したい辺（エッジ）」をクリックします。
4. クリックした辺の上に、「紫色の線（マゼンタ）」が表示されたら成功です。
5. 右クリックでツールを終了します。

この「紫色の線」が出現すれば、もうこちらのものです。この線に対して「一致拘束」で点をくっつけたり、「寸法拘束」で距離を測ったりすることができるようになります。

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3. 参照線（紫色の線）と構築ジオメトリの活用

取り込んだ「紫色の線」は、通常のスケッチ線とは少し性質が異なります。

参照線の特徴

• 拘束の対象になる：点や線をくっつけることができます。
• 立体化されない：パッド（押し出し）をする際、この紫色の線自体は無視されます。あくまでガイド役です。
• 動かせない：元の立体に張り付いているため、ドラッグしても動きません。元の立体が変われば、自動的に位置が変わります。

活用例：穴の中心をとる

円のフチを外部参照すると、円の中心点も一緒に生成されます。この中心点に、新しく描く円の中心を「一致拘束」させれば、同心円（中心が同じ穴）を簡単に作ることができます。

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4. 外部参照のエラー「トポロジー問題」の回避法

非常に便利な外部参照ですが、FreeCAD（に限らず多くの3D CAD）には「トポロジーネーミング問題（TNP）」という弱点があります。これを知らずに多用すると、後でエラーに悩まされることになります。

どんな問題？

外部参照した「元の形」を大幅に変更（例：角をフィレットで丸める、面取りするなど）すると、参照していた「辺」が消失したり番号が変わったりして、スケッチが「参照先が見つかりません！」とエラーを起こす現象です。

回避するための鉄則

• フィレットや面取りの「前」の形状を参照する：仕上げ加工は最後に回し、なるべく基本的な形状（パッド直後の角など）を参照しましょう。
• データム平面や基本平面を使う：可能なら、変化しやすい立体の面ではなく、絶対動かない座標軸やデータム平面を基準にします。

FreeCAD 1.0系ではこの問題への対策が進んでいますが、基本的には「不安定な形状（後で消えそうな線）には依存しない」設計を心がけるのがプロのコツです。

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5. 実践：既存の穴に合わせて蓋を作る

それでは、外部参照を使って「箱にピッタリ合う蓋」を作ってみましょう。

作成ステップ

1. 箱を用意：適当な箱（ボディーA）を作っておきます。
2. 新規ボディー作成：蓋を作るために、新しいボディー（ボディーB）を作成します。
3. スケッチ作成：箱の上面を選択し、スケッチを作成します。
4. 外部参照：[外部形状へのリンクを作成] ツールで、箱の上面の「4つの辺」をクリックして取り込みます（紫色の線が出ます）。
5. スケッチ描画：[長方形] ツールで四角を描き、紫色の線（箱のフチ）の頂点に対して、四角の頂点を[一致拘束] でくっつけます。
6. 押し出し：スケッチを閉じ、[パッド] で押し出します。

これで、寸法をいちいち測らなくても、箱のサイズが変われば自動的に蓋のサイズも変わる、連動したモデルが完成しました！

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5. まとめ

今回は、既存の形状を利用して設計する「外部参照」について解説しました。

• スケッチ中に[外部形状へのリンクを作成] (X) を使うと、既存の辺を参照できる。
• 取り込んだ紫色の線に拘束をかけることで、位置合わせができる。
• 元の形状が変わるとエラーになりやすいので、参照先は慎重に選ぶ。
• 部品同士の嵌合（かんごう）設計には必須の機能。

外部参照を使いこなせれば、複数の部品が組み合わさった複雑な製品もスムーズに設計できるようになります。

次回は、複数の立体を「足す」「引く」「共通部分を残す」といった操作で形状を作る「ブーリアン演算」について解説します。スケッチだけでは難しい複雑な形も、粘土細工のように直感的に作れるようになりますよ！

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「ゲームのコントローラーを作りたいけど、右と左で同じ作業を2回やるのは面倒…」
「左右対称に作ったつもりなのに、微妙にズレてしまった」
「ミラーコピーってスケッチだけじゃなくて、立体でもできるの？」

世の中の製品の多くは「左右対称（シンメトリー）」です。これを右側と左側で別々に作るのは、時間の無駄ですし、修正が入った時に両方直さなければならないため非効率です。

そこで使うのが、Part Designワークベンチの「ミラー（鏡像）」機能です。これを使えば、左半分を作るだけで、右半分は自動的に生成されます。

この記事では、作業時間を1/2にするミラー機能と、さらに高度な配置ができる「マルチ変換」について解説します。これで複雑な形状もサクサク作れるようになりますよ！

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1. 左右対称なら「半分だけ作る」が鉄則

3Dモデリングには「対称なものは半分だけ作って反転させる」という鉄則があります。

メリット

• 作業時間が半分になる：片側を作るだけで完成します。
• 修正が楽になる：片側を直せば、反対側も自動的に直ります。
• データが軽くなる：同じ処理の繰り返しなので、データの管理がしやすくなります。

前回の「パターン」機能と同じく、これもコンピュータの得意分野です。人間は片側だけに集中しましょう。

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2. 特徴を反転させる「ミラー」の使い方

それでは、実際に立体を反転させてみましょう。例えば、右側にだけある「突起（Pad）」を、左側にも作りたい場合の手順です。

手順解説 (Step-by-Step)

1. モデルツリーで、反転させたい「特徴（フィーチャー）」を選択します（例：PadやPocket）。
2. ツールバーの [ミラー（鏡像）] アイコン（本を開いたようなマーク）をクリックします。
3. タスクパネルで「平面」を選択します。
   • 垂直スケッチ軸 / 水平スケッチ軸：スケッチの中心線を基準にします。
   • ベース 〇〇 平面：YZ平面などを基準にします（基本はこれ）。
   • 面を選択：立体の平らな面を鏡の基準にします。
4. [OK] をクリックします。

これで、選んだ平面を「鏡」として、反対側に同じ形状が出来上がります。

💡 注意点：結合するかどうか
ミラーした結果、元の立体と重なる場合は自動的に一体化（結合）されます。離れている場合は、離れたまま作成されます（ただし、1つのボディー内での話です）。

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3. ボディー全体を反転させる場合の違い

「突起だけ」ではなく、「作ったもの全部（ボディー全体）」を反転させて、左右合体させたい場合もありますよね。例えば、コントローラーの左半分を作って、それを反転させて全体を完成させるケースです。

手順解説

1. ミラーを実行する前に、モデルツリーで「反転させたい全ての特徴」を選択するか、一番最後のフィーチャー（Tip）を選択します。
2. [ミラー] ツールをクリックします。
3. 基準となる平面（例：YZ_Plane）を選択します。

これで、半分だったモデルが合体して一つになります。

💡 プロのコツ
ボディー全体を反転させるつもりなら、最初のスケッチを描くときに、端っこをきっちり「中心軸（Y軸など）」に合わせておくことが重要です。隙間が空いていると、反転したときに真ん中が割れてしまいます。

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4. 自由自在な配置「マルチ変換」機能とは

FreeCADには、パターンやミラーの上位互換とも言える強力な機能「マルチ変換 (MultiTransform)」があります。

これは、「ミラーして、さらに回転させる」とか、「直線パターンで増やしたものを、円状に並べる」といった、複数の変換を一度に適用できる機能です。

使い所

例えば、放熱用の穴（ベント）を複雑なパターンで配置したい時などに役立ちます。

手順解説

1. 対象のフィーチャーを選択し、ツールバーの [マルチ変換を作成] アイコン（赤い矢印が2つあるマーク）をクリックします。
2. タスクパネルの「変換」欄で右クリックし、[直線状パターンを追加] や [鏡像（ミラー）を追加] などを選びます。
3. 追加した変換の設定（長さや角度）をそれぞれ行います。

少し上級者向けですが、これを覚えると「幾何学模様」のような複雑なデザインも簡単に作れるようになります。

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5. 実践：左右対称のコントローラーのグリップ

それでは実践です。ゲームコントローラーのような持ち手をイメージして、左右対称のモデルを作ってみましょう。

作成ステップ

1. 半分を描く：XY平面にスケッチを描きます。中心線（Y軸）から左側だけに、持ち手の半分を描きます。中心線部分は必ずY軸に一致させ、閉じた図形にします。
2. 立体化：[パッド] で厚みをつけます。
3. 加工：[フィレット] で角を丸くし、[ポケット] でボタン用の穴を開けます。
4. 全選択：モデルツリーで、これまでの工程（Pad, Fillet, Pocketなど）をすべて選択します（または最後のFilletだけを選択）。
5. ミラー実行：[ミラー] ツールをクリックし、基準面として「YZ_Plane（縦の壁）」を選択します。

これで、左右対称のきれいなコントローラー形状が一瞬で完成しました！

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5. まとめ

今回は、形状を反転コピーする「ミラー」と、応用機能「マルチ変換」について解説しました。

• 左右対称のモデルは「半分作ってミラー」が基本。
• [ミラー] はフィーチャー（特徴）単位で適用できる。
• ボディー全体を反転させる時は、中心線に隙間ができないように注意。
• [マルチ変換] を使えば、ミラーとパターンを組み合わせられる。

これで「繰り返しの形状（パターン）」と「対称の形状（ミラー）」をマスターしました。手作業で同じものを作る必要はもうありません。

次回は、設計の精度をさらに高めるための重要テクニック「外部参照（External Geometry）」について解説します。すでにある立体の「フチ」や「中心」を利用してスケッチを描く、実務で必須の技です。お楽しみに！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「等間隔に10個のネジ穴を開けたいけど、スケッチで10個も円を描くのは大変…」
「歯車の歯のように、円周上に同じ形を並べるにはどうしたらいいの？」
「一つ修正したら、全部の穴を修正しなきゃいけないなんて地獄だ！」

3Dモデリングにおいて、同じ形状を繰り返し作る作業は非常に一般的です。しかし、それを一つひとつ手作業で作るのは時間の無駄であり、修正漏れのリスクも高まります。

そこで活躍するのが、Part Designワークベンチの強力な機能「パターン（配列）」です。

この記事では、作った立体や穴を規則的にコピーして並べる「直線パターン」と「円状パターン」の使い方を解説します。これを使えば、100個の穴でも一瞬で開けられるようになりますよ！

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1. モデリング効率化の基本「特徴の複製」

パターン機能の基本的な考え方は、「ある特徴（フィーチャー）を元にして、それを規則的に増やす」というものです。

「特徴（フィーチャー）」とは？

FreeCADのモデルツリーに表示されている作業履歴のことです。例えば、以下のようなものが対象になります。

• Pad（押し出し）：突起や柱など
• Pocket（ポケット）：穴や溝など
• Fillet（フィレット）：角の丸みなど

スケッチで丸を10個描くのではなく、「丸を1つ描いて穴を開け、その穴あけ作業自体をコピーする」のがCADの効率的なやり方です。こうすれば、元の穴の径を変えるだけで、コピーされた全ての穴のサイズが一括で変更されます。

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2. 等間隔に並べる「直線パターン」

まずは、真っ直ぐな方向に等間隔で並べる「直線パターン (LinearPattern)」の使い方を見ていきましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. モデルツリーで、複製したいフィーチャー（例：Padで作った突起や、Pocketで作った穴）を選択します。
2. ツールバーの [直線状パターンを作成] アイコン（点が一直線に並んだマーク）をクリックします。
3. タスクパネルで以下の設定を行います。
   • 方向 (Direction)：並べる向き（X軸、Y軸など）を指定します。
   • 長さ (Length)：端から端までの距離を指定します。
   • 出現数 (Occurrences)：元の形状を含めた合計の個数を入力します。
4. プレビューを確認して [OK] を押します。

💡 1.0.2のポイント
バージョン1.0系では、プレビューがリアルタイムで表示されるため、長さや個数を調整しやすくなっています。「長さ」は「全体の長さ」か「隣との間隔」かを選択できる場合もあります。

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3. 円周上に配置する「円状パターン」

次に、フランジのボルト穴や歯車の歯のように、中心軸の周りにぐるっと並べる「円状パターン (PolarPattern)」です。

手順解説 (Step-by-Step)

1. モデルツリーで、複製したいフィーチャー（例：穴あけしたPocket）を選択します。
2. ツールバーの [円状パターンを作成] アイコン（点が円形に並んだマーク）をクリックします。
3. タスクパネルで以下の設定を行います。
   • 軸 (Axis)：回転の中心軸（通常は「法線スケッチ軸」や「ベースZ軸」など）を選びます。
   • 角度 (Angle)：配置する範囲を指定します。一周なら360度です。
   • 出現数 (Occurrences)：配置する個数を入力します。
4. [OK] をクリックします。

一瞬で均等な角度に配置されましたね！これを計算機片手にやるのは大変ですが、CADなら一発です。

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4. パターン使用時のよくあるエラーと対策

パターン機能は便利ですが、条件によってはエラーが出て作成できないことがあります。

① ボディーからはみ出している

Part Designのルールとして、すべての形状はひと続きの立体（ワンソリッド）でなければなりません。
パターンで増やした結果、元の立体から飛び出して空中に浮いてしまうような配置になるとエラーになります。

対策：必ずベースとなる立体の上に重なるように配置してください。

② 参照する軸がない

円状パターンなどで、回転させたい中心軸が見つからない場合があります。
対策：スケッチを描く際に原点を中心にしておくか、データムライン（補助線）を作成して軸として指定します。

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5. 実践：レゴブロック風の突起を作る

それでは実践です。おもちゃのブロックのような、突起が並んだ形状を作ってみましょう。

作成ステップ

1. ベース作成：適当な大きさの直方体を作ります（例：30mm x 60mm）。
2. 突起の作成：上面にスケッチを描き、隅の方に小さな円を描いて押し出します（Pad）。これが「種（元）」になります。
3. 直線パターン（1回目）：作った突起（Pad）を選択し、[直線パターン] を実行します。
   • 方向：X軸（横方向）
   • 長さ：適当な距離
   • 個数：2個（または4個）
4. 直線パターン（2回目）：今作った「直線パターン」の結果を選択し、さらに [直線パターン] を実行します。
   • 方向：Y軸（縦方向）
   • 長さ：適当な距離
   • 個数：2個（または4個）

このように、パターンで作ったものをさらにパターンで増やすことも可能です。これを繰り返せば、広大な剣山のような形状も簡単に作れます。

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5. まとめ

今回は、モデリングの効率を劇的にアップさせる「パターン（配列）」機能について解説しました。

• パターン機能を使えば、1つの形状を元に大量のコピーを作れる。
• 直線パターンは等間隔の並列配置に使う。
• 円状パターンは回転配置に使う。
• パターンを重ねがけすることで、縦横の配列も作成可能。

同じ作業を繰り返すのはコンピュータの得意分野です。人間はクリエイティブな「元の形」を作ることに集中しましょう！

次回は、左右対称のモデルを作るためのもう一つの強力な機能、「ミラー（反転）」と「マルチ変換」について解説します。これを使えば、コントローラーのような複雑な対称形状も半分作るだけで完成します。

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「コップを作りたいけど、円を何回も押し出すのは面倒くさい…」
「ワイングラスのような複雑な曲線はどうやって作るの？」
「タイヤやドーナツ型を作りたい！」

3Dモデリングには、四角いものを作るのが得意な「押し出し」とは別に、丸いものを作るための専用ツールが存在します。

それが今回紹介する「回転（Revolve）」です。この機能を使えば、一筆書きのスケッチをくるっと回すだけで、複雑な円筒形を一瞬で作ることができます。

この記事では、回転体の考え方から実際の操作手順、さらには回転させて削り取る応用テクニックまでを解説します。これを覚えれば、陶芸家のような自由な造形が可能になりますよ！

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1. 「回転体」の考え方とメリット

「回転体」とは、ある軸を中心にして平面図形を回転させたときにできる立体のことです。

例えば、長方形をくるっと回せば「円柱」に、半円を回せば「球」になります。身の回りにあるコップ、お皿、花瓶、車輪などはすべて回転体です。

「押し出し」との違い

• 押し出し（Pad）：金太郎飴のように、断面を真っ直ぐ伸ばす。
• 回転（Revolve）：ろくろ回しのように、断面をぐるっと回す。

複雑な曲線を持つコップを作る場合、押し出しで作ろうとすると「底の円、胴体の円、飲み口の円…」と何層も積み重ねる必要がありますが、回転なら「縦に切った断面図（の半分）」を描くだけで済みます。圧倒的に効率的です。

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2. 断面図スケッチの描き方（中心線の扱い）

回転体を作るためのスケッチには、独特のルールがあります。

ルール：回転軸の片側だけ描く

例えば「コマ」を作りたい場合、コマ全体の断面図を描くのではなく、中心線で真っ二つに切った「右半分（または左半分）」だけを描きます。

手順解説 (Step-by-Step)

1. Part Designワークベンチで、XZ平面（正面）などにスケッチを作成します。
2. 中心となる縦軸（Y軸）を基準にして、作りたいものの「断面の片側」をポリラインなどで描きます。
3. 必ず閉じた図形にします。中心軸（Y軸）と重なる線もしっかり描いて閉じましょう。

💡 注意点：軸をまたがない
スケッチが回転軸（Y軸）をまたいで反対側にはみ出していると、立体化する際に「自己交差（自分自身にめり込む）」のエラーになります。軸にピタッと合わせるか、軸より手前に描きましょう。

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3. 軸を指定して「回転（Revolve）」させる

スケッチができたら、いよいよ回転させて立体にします。

手順解説 (Step-by-Step)

1. スケッチを終了して3Dビューに戻ります。
2. モデルツリーでスケッチを選択した状態で、ツールバーの [回転（Revolve）] アイコン（黄色い立体が回転しているマーク）をクリックします。
3. タスクパネルで設定を行います。
   • 軸（Axis）：通常は「垂直スケッチ軸（Y軸）」などを自動で選んでくれますが、意図しない方向に回った場合はここで軸を変更します。
   • 角度（Angle）：360度なら完全な円筒形になります。180度にすれば半分にカットされた形（断面モデル）が作れます。
4. [OK] をクリックして完成です。

これで、描いた断面図がぐるっと一周して、美しい立体ができあがりました！

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4. 回転で削り取る「グルーブ（Groove）」

「押し出し（Pad）」の対になるのが「ポケット（Pocket）」だったように、「回転（Revolve）」にも対になる「削る」機能があります。

それが「グルーブ（Groove）」です。

使い道

円柱の側面に「Oリングを入れる溝」を掘ったり、軸の一部をくびれさせたりする時に使います。

手順解説

1. 既存の立体の断面を通る平面にスケッチを描きます（削り取りたい断面形状）。
2. ツールバーの [グルーブ（Groove）] アイコン（赤と青の回転マーク）をクリックします。
3. 回転と同様に軸を指定すると、その軌跡に沿って立体が削り取られます。

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5. 実践：おしゃれな花瓶を作ってみる

それでは、回転機能を使って「花瓶」を作ってみましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. [B-スプライン] ツール（波線のアイコン）を使って、滑らかなS字カーブを描きます。これが花瓶の側面になります。
2. 直線ツールで底面と中心線、口の部分を描き足して、閉じた図形にします。
   ※この時、中心線はY軸（垂直軸）に一致拘束で固定します。
3. [回転（Revolve）] ツールをクリックします。
4. 軸を「垂直スケッチ軸」に設定し、360度回転させます。
5. 最後に、[厚み作成（Thickness）] ツール（今回は詳細は割愛しますが、中身を空洞にする機能です）などで中をくり抜けば、本格的な花瓶の完成です！

B-スプラインを使うことで、自由な曲線のフォルムも簡単に作ることができます。

💡 注意点：厚み作成（中身をくり抜く）

花瓶の上の平らな面を選択するとタスクに表面ツールが表示されるので「厚み」を選択して、
花瓶の首の部分が狭すぎると、厚みが薄くなりすぎて上手くいかない場合があります。

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5. まとめ

今回は、円筒形を作るための強力な武器「回転（Revolve）」について解説しました。

• 回転体は「断面の半分」をスケッチする。
• 中心軸をまたがないように注意する。
• [回転] で立体化し、[グルーブ] で溝を掘る。
• 角度を変えれば、パイのような部分形状も作れる。

これで「角ばったもの」も「丸いもの」も自由自在に作れるようになりました！

次回は、作業効率を劇的にアップさせる「パターン（配列）」機能を紹介します。同じ穴を100個開けるような苦行から解放される魔法のツールです。お楽しみに！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「ツールの使い方はなんとなく分かったけど、実際に何を作ればいいの？」
「一連の流れを通してやってみないと、覚えられる自信がない…」
「せっかくなら、毎日使える便利なものを作りたい！」

これまでの全12回で、スケッチの描き方から立体の加工、仕上げまで、FreeCADの基本的な機能はすべて解説しました。今回は、それらの知識を総動員して「スマホスタンド」をゼロから設計する実践チュートリアルです。

この回を終えれば、あなたは「白い画面からスタートして、自分の力で実用品を生み出す」という、クリエイターとして最も重要な成功体験を手に入れることができます。

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1. 作るものの確認と寸法の決定

いきなりFreeCADを触り始める前に、まずは「どんな形にするか」「どれくらいの大きさにするか」を決めましょう。これを「設計（デザイン）」と言います。

今回の製作仕様

今回は、初心者でも作りやすく、かつ実用性の高いシンプルな形状を目指します。

• 形状：側面から見て「くの字」型のシンプルな構造。
• サイズ：幅 60mm（一般的なスマホが安定して乗るサイズ）。
• 機能：充電ケーブルを通せる穴を開ける。
• 加工：角を丸めてスマホを傷つけないようにする。

頭の中でイメージできたら、さっそくFreeCADを起動して新規ファイルを作成しましょう。

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2. 側面図を描いて一気に押し出す作戦

3Dモデリングには色々なアプローチがありますが、今回のような形状は「横から見た図（断面図）を描いて、横幅分だけ押し出す」のが最も効率的です。

Step 1：スケッチの作成

1. ワークベンチを [Part Design] にし、新規ボディーと新規スケッチを作成します。
2. スケッチ平面は、側面を描きたいので「XZ_Plane（正面の壁）」を選択します。
   ※FreeCADの視点ではXZが「正面」ですが、これを横顔として使います。

Step 2：側面図を描く

1. [ポリライン] ツールを使い、原点付近からスタートして、大まかなスタンドの断面（厚みのある L字のような形）を一筆書きで描きます。
2. [幾何拘束]（水平・垂直など）を使って、形を整えます。
3. [寸法拘束] でサイズを決めます。
   • 背もたれの角度：60度くらい
   • 底面の長さ：80mmくらい
   • 厚み：5mm（薄すぎると折れるので注意）

線がすべて緑色（完全拘束）になったらスケッチを終了します。

Step 3：押し出し（Pad）

1. 描いたスケッチを選択し、[パッド] ツールをクリックします。
2. 長さ（厚み）を 60mm に設定します。
3. この時、[対称] オプションにチェックを入れるのがコツです。原点がスタンドの中心に来るため、後で真ん中に穴を開けるのが楽になります。

これで、スマホスタンドの「原型」ができました！

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3. ケーブルを通す穴をポケットで開ける

ただの板だと充電ケーブルが邪魔になるので、背もたれ部分に穴を開けましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. スタンドの「背もたれの面」をクリックして選択し、[スケッチを作成] ボタンを押します。
2. [長方形] ツール、または [長円（スロット）] ツールを使って、穴の形を描きます。
3. 穴の位置が中心に来るように拘束します。
   • 前のステップで「対称」に押し出していれば、Y軸（緑の線）がちょうど中心を通っています。
   • 穴の中心点とY軸を選択し、[オブジェクト上の点拘束] をかければ中心が揃います。
4. スケッチを閉じ、[ポケット] ツールをクリックします。
5. タイプを「貫通」にして、穴を突き抜けさせます。

これで機能的な穴が開きました。

💡 ヒント
充電端子のコネクタが通るよう、穴の幅は少し余裕を持って（12mm〜15mm程度）設計しましょう。

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4. 滑り止めとデザインのためのフィレット加工

今のままだと角が尖っていて、スマホを置いた時に傷がついたり、手が痛かったりします。仕上げ加工を行いましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. スマホが接触する「受け皿」の手前の角を選択します。
2. [フィレット] ツールをクリックし、半径を 2mm〜3mm 程度に設定します。これでスマホへの当たりが優しくなります。
3. 次に、スタンド全体の角や、ケーブル穴の縁などを選択し、1mm 程度のフィレットをかけます。
4. デザインのアクセントとして、側面の大きな角に 10mm くらいの大きなフィレットをかけてもスタイリッシュです。

3Dビューをグリグリ回して、角張りすぎているところがないか確認しましょう。これでモデリングは完了です！

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5. データ完成！保存と振り返り

お疲れ様でした！これで世界に一つだけの「自作スマホスタンド」のデータが完成しました。

必ず保存しよう

苦労して作ったデータが消えないよう、最後に必ず保存します。

1. メニューバーの [ファイル] > [名前を付けて保存] をクリックします。
2. 分かりやすい名前（例：MyPhoneStand.FCStd）をつけて保存します。

もし3Dプリンターをお持ちなら、この後「エクスポート（STL書き出し）」を行ってスライサーソフトに読み込めば、実際に印刷することができます（書き出し方法は第35回、スライス方法は第37回で詳しく解説します）。

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6. まとめ

今回は、これまでの学習内容を統合して、実用的なスマホスタンドを作成しました。

• 構想：作るものの寸法と機能をあらかじめ決める。
• スケッチ：側面図（断面）を描き、拘束で形を固める。
• パッド：厚みをつけて立体化する。
• ポケット：不要な部分を削って機能（穴）を追加する。
• フィレット：角を丸めて安全性とデザイン性を高める。

この「構想 → スケッチ → 立体化 → 加工 → 仕上げ」という流れは、どんなに複雑なものを作る時でも変わりません。この感覚を忘れないでください。

さて、今回は「四角い形状」がメインでしたが、世の中には「円筒形」のものもたくさんありますよね。コップや花瓶、タイヤなどはどうやって作るのでしょうか？

次回は、丸いものを作るための強力なツール「回転押し出し（Revolve）」について解説します。これを知れば、デザインの幅がさらに広がりますよ！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「形はできたけど、角が尖っていて触ると痛い…」
「3Dプリンターで印刷したら、角から割れてしまった」
「もっと市販の製品みたいな、滑らかで高級感のある見た目にしたい！」

3Dモデリングにおいて、素人とプロの作品を見分ける最大のポイント、それは「エッジ（角）の処理」です。

現実世界の製品をよく見てみてください。完全に鋭利な90度の角というのはほとんど存在しません。必ず少し丸まっていたり、斜めにカットされていたりします。

この記事では、Part Designワークベンチの仕上げツール「フィレット（角丸め）」と「面取り（角落とし）」の使い方を解説します。このひと手間を加えるだけで、あなたの作品は劇的に美しく、そして頑丈になります。

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1. 仕上げ加工（ドレッシング）でプロっぽく

「パッド（押し出し）」や「ポケット（穴あけ）」で作った直後の形状は、角がカクカクしています。このままでは、「いかにもCGで作りました」という無機質な印象を与えてしまいます。

そこで行うのが「ドレッシング（仕上げ加工）」です。

• フィレット (Fillet)：角を円弧状に丸める加工（Rをつける）。手触りを良くし、見た目を優しくする。
• 面取り (Chamfer)：角を斜めにスパッと切り落とす加工（C面をとる）。シャープで工業的な印象を与える。

これらは単なる見た目の問題だけでなく、部品の強度を高めたり、組み立てやすくしたりする重要な役割も持っています。

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2. 角を丸くする「フィレット」の使い方

まずは、最もよく使う「フィレット」からやってみましょう。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 3Dビューで、丸めたい「エッジ（辺）」をクリックして選択します。
   ※複数のエッジをまとめて処理したい場合は、[Ctrl] キーを押しながら順番にクリックします。
2. ツールバーの [フィレット] アイコン（角が丸い青い立方体のマーク）をクリックします。
3. 左側のタスクパネルで「半径 (Radius)」の数値を入力します（例: 2mm）。
4. プレビューを確認して、問題なければ [OK] をクリックします。

これで、尖っていた角が滑らかなカーブになりました！

💡 ヒント：エッジの追加と削除
タスクパネルが開いている間は、3Dビューで他のエッジをクリックすることで、処理対象を追加したり解除したりできます。「ここも丸めたい！」と思ったら追加でクリックしましょう。

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3. 角を斜めに落とす「面取り」の使い方

次は、角を斜めに削る「面取り」です。ネジや軸を穴に入れやすくするためのガイド（誘い込み）としてよく使われます。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 削りたい「エッジ」を選択します。
2. ツールバーの [面取り] アイコン（角が斜めに削れた赤い立方体のマーク）をクリックします。
3. タスクパネルで「サイズ」を入力します（例: 1mm）。
4. [OK] をクリックします。

面取りは、フィレットに比べてデータが軽く、3Dプリンターでの印刷時間もわずかに短くなる傾向があります。

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4. 処理の順番が大事！エラーを防ぐコツ

フィレットや面取りは、適当な順番で行うとエラーになったり、意図しない形になったりすることがあります。プロが守る基本ルールを覚えておきましょう。

基本ルール：大きなRから小さなRへ

一般的に、「垂直な角（縦のライン）」を先に丸めてから、「水平な角（横のライン）」を丸めるときれいに繋がります。
あるいは、「半径の大きいフィレット」を先に実行し、「小さいフィレット」を後からかけるのがセオリーです。

エラーが出たら？

「フィレットを作成できません」というエラーが出た場合、以下の原因が考えられます。

• 半径が大きすぎる：隣の穴や壁に干渉していませんか？数値を小さくしてみましょう。
• 複雑な交差：3本の線が集まる角などは計算が複雑になります。処理する順番を変えてみてください。

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5. 3Dプリント設計におけるフィレットの効能

3Dプリンター用のデータを作る際、フィレットは単なる「おめかし」以上の重要な意味を持ちます。

① 応力集中の回避（割れ防止）

直角の内側（入隅）は、力が一点に集中しやすく、そこからパキッと割れやすくなります。
内側の角にフィレット（R）をつけてあげることで、力が分散され、部品の強度が大幅にアップします。

② 定着不良と「象の足」対策

底面の角を面取りしておくと、印刷時に一層目が潰れて広がる現象（エレファントフット／象の足）の影響を軽減でき、組み立て時の干渉を防げます。

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5. まとめ

今回は、作品のクオリティを左右する「フィレット」と「面取り」について解説しました。

• フィレット：角を丸める。見た目と手触りが良くなり、強度も上がる。
• 面取り：角を斜めに削る。部品の挿入ガイドや、シャープなデザインに最適。
• 加工の順番：縦→横、または大→小の順でかけるときれいになる。
• 3Dプリント品は内側の角にRをつけると壊れにくくなる。

これで、基本形状の作成から仕上げまでの一通りの機能を使えるようになりました！

次回は、これまでの知識（スケッチ、パッド、ポケット、フィレット）を総動員した「実践チュートリアル」です。実際に使える「スマホスタンド」をゼロから設計しながら、操作の流れを完全に体に覚え込ませましょう！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

「ブロックは作れたけど、これじゃただの積み木だ…」
「ネジを通すための穴を開けたい！」
「箱の内側をくり抜いて、収納ケースにしたい」

前回の記事で「押し出し（Pad）」を使って立体を作る方法はマスターしました。しかし、実際の製品で「ただの直方体」というものはほとんどありません。必ずと言っていいほど、穴が開いていたり、一部が凹んでいたりします。

そこで今回使うのが、Part Designワークベンチの基本ツール「ポケット（Pocket）」です。これは、描いた図形の形に立体を「削り取る」機能です。

この記事では、立体の表面に新しいスケッチを描き、思い通りの深さで穴を開ける方法を解説します。これができれば、ネジ穴も、ケースの内側も自由自在に作れるようになります。

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1. 立体の「面」をスケッチ平面にする方法

これまでスケッチは「XY平面（地面）」などの何もない空間に描いてきましたが、すでに立体がある場合は、「立体の表面（面）」に直接スケッチを描くことができます。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 3Dビューで、穴を開けたい「立体の平らな面」をクリックして選択します（面が緑色などにハイライトされます）。
2. その状態で、ツールバーの [スケッチを作成] アイコンをクリックします。

すると、選んだ面にピタッと張り付く形でスケッチ画面が開きます。これで、その面に落書きをするような感覚で図形を描く準備が整いました。

💡 注意点：曲面には描けない？
スケッチは原則として「平面」にしか描けません。円柱の側面などの「曲面」を選択してもスケッチ作成ボタンは押せないので注意してください。（曲面に穴を開ける方法は応用編で解説します）

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2. 「ポケット（Pocket）」機能で穴を開ける

スケッチ画面に入ったら、穴の形を描きましょう。今回は練習として「円」を描いてみてください。

手順解説 (Step-by-Step)

1. 円作成ツールで、適当な位置に円を描き、半径などの寸法を決めます。
2. 描き終わったら [閉じる] ボタンを押して、3Dビューに戻ります。
3. モデルツリーで、今描いたスケッチが選択されていることを確認します。
4. ツールバーの [ポケットを作成] アイコン（赤と青の凹んだ箱のマーク）をクリックします。

どうでしょう？「押し出し（Pad）」の時は出っ張りましたが、「ポケット（Pocket）」を使うと逆に凹んだはずです。これが穴あけの基本です。

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3. 寸法タイプ（寸法・貫通・サーフェスまで）の使い分け

ポケット機能を実行すると、左側のタスクパネルで「どれくらい削るか」を設定できます。用途に合わせて使い分けましょう。

① 寸法 (Dimension)

「深さ 5mm」のように数値を指定して削ります。ネジの頭を埋めるための「座グリ」や、物を入れるための凹みを作る時に使います。
設定： タイプを「寸法」にし、長さ（Length）に数値を入力。

② 貫通 (Through all)

立体の最後まで突き抜けます。ネジを通す穴など、裏側まで貫通させたい時に使います。
設定： タイプを「貫通」に変更。

💡 ヒント：貫通のメリット
「貫通」にしておけば、後で元の立体の厚みが分厚くなっても、自動的に穴も伸びて貫通し続けてくれます。突き抜ける穴なら、数値指定（例: 100mm）よりも「貫通」を選ぶのがスマートな設計です。

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4. 失敗しないための「肉厚」の注意点

ポケット機能を使う際、初心者がよく遭遇するエラーがあります。それは「立体が分断されてしまう」ことです。

FreeCADのPart Designワークベンチでは、「1つのボディー＝1つの連続した塊」でなければならないというルールがあります。

よくあるNG例

• 大きな穴を開けすぎて、立体が真っ二つに切れてしまった。
• 角ギリギリに穴を開けて、壁が消えてしまった。

このような操作をすると、「結果として複数のソリッドが作成されました」といったエラーが出て、処理が完了できません。必ず「どこか一箇所でも繋がっている状態」を維持するように穴のサイズや位置を調整してください。

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5. 実践：ブロックに様々な形の穴を開けてみる

それでは、これまでの知識を使って簡単な練習をしてみましょう。

演習ステップ

1. 適当な大きさの直方体を作ります（Pad）。
2. 上面的を選択してスケッチを作成し、中心に円を描きます。
3. [ポケット] でタイプを「貫通」にして、突き抜けた穴にします。
4. 次に、側面の壁を選択してスケッチを作成し、四角形を描きます。
5. [ポケット] でタイプを「寸法」にして、例えば 2mm だけ凹ませます。

これで、貫通穴と凹みのあるブロックが完成しました！
このように、「面を選ぶ → スケッチ → ポケット」を繰り返すことで、ブロックを彫刻のように加工していくのがFreeCADのモデリングスタイルです。

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よくあるトラブルと解決策

Q：ポケットを実行したら「交差しています」等のエラーが出た
A：スケッチの線が交差していたり、閉じていない可能性があります。スケッチに戻って形を確認してください。

Q：削る方向が逆（空中を削ろうとしている）
A：タスクパネルにある [逆方向 (Reversed)] にチェックを入れてみてください。削る向きが反転します。

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5. まとめ

今回は、立体を加工する基本「ポケット（穴あけ）」について解説しました。

• 既存の立体の面を選べば、そこにスケッチが描ける。
• [ポケット] ツールは、押し出しの逆（削る）操作。
• 突き抜ける穴は「貫通」、凹みは「寸法」で使い分ける。
• 立体が分断されるような削り方はエラーになる。

これで「足す（パッド）」と「引く（ポケット）」の両方が使えるようになりました。これだけでも、かなりの形状が作れるようになっています。

次回は、作品のクオリティを一気に引き上げる仕上げ加工、「フィレット（角丸め）」と「面取り」について解説します。3Dプリンターでの強度アップにも関わる重要な機能です。お楽しみに！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。