FreeCAD 是一款开源的三维建模软件，主要用于参数化建模和工程设计。
历史
Cas.CADE 是一个商业软件开发框架，包含了一个几何建模内核（或称 CAD 内核）。
- 2000年，Cas.CADE框架以开源许可证发布，并更名为 OpenCASCADE。这一开源化使得开发一款开源的 3D CAD 软件成为可能，不然，从零开始编写一个 CAD 内核工作量将极为庞大。
- 2001年1月，FreeCAD 项目启动，它由从事 Cas.CADE 项目的 Jürgen Riegel 开发。
- 2005年，FreeCAD 只用不再用OpenCasCade的文档框架， 只用其CAD内核。
- 2007年，切换到 Qt4
- 2009年4月，版本0.7发布，它是第一个包含草稿模块的版本。零件模块提供了简单的 CSG 工作流程。
- 2011年5月，版本0.11发布，引入了新的零件设计工作台，其中包括 Pad、Pocket、Fillet 和 Chamfer 等工具
- 2012年1月，版本0.12发布，具有更完整的 Sketcher 工作台。
- 2014年7月，版本0.14发布，用PySide取代了PyQt，FreeCAD完全支持LGPL协议（FreeCAD is now fully LGPL）。
- 2024年11月，FreeCAD 1.0 发布
源码？
巨人肩膀（第三方库）
打开About对话框，能看到它所用的库，很多都很眼熟
以下四个属于支柱：
- Open CASCADE （ CAD 内核）
- Coin3D（与 Open Inventor 兼容API的3D库）
- Qt（GUI框架）
- Python（脚本语言）
Python和Qt，用在核心和几乎所有模块中。FreeCAD创建和管理所有的实体几何，采用了OpenCasCade；而管理3D视图，采用了coin3D。
代码结构
FreeCAD代码主要采用C++编程，但是重度依赖Python。FreeCAD的功能里，非常大的部分都提供相应的Python包装。FreeCAD的核心哲学之一，就是对任何C++开发的新属性，都要给出Python接口。
FreeCAD的几乎所有功能都分成了两部分，称为App和Gui。
源代码的基本文件夹结构如下：
- App：包含FreeCAD的控制台模式应用。它定义了基本结构，它也为文档对象定义基础类。这些类被各个模块继承，用于创建各自的类。
- Base：包含FreeCAD里到处都用得到的核心功能性东西：3D向量，单位，矩阵，位置，等等。
- Gui：包含FreeCAD在GUI模式下的应用。它定义3D视图，也包含很多工具和函数，被工作台调用，用来与接口和3D视图互动。它为视图提供者定义基础类。
- Doc：包含一个文件，从FreeCAD的wiki生成的Qt帮助文件，是一个大全。
- Mod：包含所有的模块。它们本身又进一步分割为App和Gui（除了python模块，它们并不总是清晰地遵从那条约定）。
构建
FreeCAD 使用 cmake构建。构建时，所依赖的第三库需要就位
- https://wiki.freecad.org/Compile_on_Linux
- https://wiki.freecad.org/Compile_on_Windows
使用
工作台（Workbench）
FreeCAD 与许多现代设计应用程序（例如 Revit 或 CATIA）一样，基于 工作台（Workbench） 的概念。
工作台可以被看作是为完成特定任务而特别分组的一组工具。
当从一个工作台切换到另一个工作台时，界面上可用的工具会发生变化。工具栏、命令栏以及界面中的其他部分会切换到新工作台的配置，但场景中的内容不会改变。例如，可以用 Sketcher 工作台 开始绘制 2D 图形，然后使用 Part Design工作台 进一步处理这些图形。
| 工作台名称 | 功能描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
| Std Base | 提供通用命令和工具（如文件操作、视图控制），适用于所有工作台。 | 基础操作 |
| Assembly 工作台 | 用于创建和求解机械装配体，支持装配约束和运动模拟。 | 机械设计、产品开发 |
| BIM 工作台 | 用于建筑设计和 BIM 流程，结合 Arch 工作台和之前的外部 BIM 插件。 | 建筑设计、工程建设 |
| CAM 工作台 | 生成 G-Code 指令，用于数控加工（CNC）。之前称为 Path 工作台。 | 制造业、数控加工 |
| Draft 工作台 | 提供 2D 几何绘制和基本的 2D/3D CAD 操作工具。 | 建筑设计、2D 制图 |
| FEM 工作台 | 提供有限元分析（FEA）工具，用于应力分析、热传导分析等。 | 工程仿真、结构分析 |
| Inspection 工作台 | 提供几何形状检查工具，目前处于早期开发阶段。 | 几何验证、质量检查 |
| Material 工作台 | 管理材料系统，定义和分配材料到模型，并可视化材料属性。 | 工程设计、材料分析 |
| Mesh 工作台 | 用于处理三角网格模型（如 STL/OBJ），支持修复和优化网格。 | 3D 打印准备、模型修复 |
| OpenSCAD 工作台 | 提供与 OpenSCAD 的互操作功能，支持代码生成几何体和修复模型历史。 | 程序化建模、参数化设计 |
| Part 工作台 | 提供几何体原件操作和布尔运算工具，用于基础 3D 建模。 | 基础建模 |
| Part Design 工作台 | 基于草图的参数化零件建模，支持拉伸、切割、倒角等特征操作。 | 零件设计、参数化建模 |
| Points 工作台 | 用于导入和处理点云数据，并基于点云生成几何体。 | 3D 扫描后处理 |
| Sketcher 工作台 | 创建几何约束草图，支持参数化设计的基础构建工具。 | 零件设计、草图绘制 |
| Spreadsheet 工作台 | 创建和操作电子表格数据，支持引用表格值进行参数化建模。 | 参数化设计、数据管理 |
| Surface 工作台 | 提供曲面创建和修改工具，支持复杂曲面建模。 | 自由曲面设计、高级建模 |
| TechDraw 工作台 | 从 3D 模型生成技术图纸，支持 2D 投影视图、剖视图及标注。 | 产品文档、工程图纸输出 |
| Test Framework 工作台 | 为 FreeCAD 开发者提供调试和单元测试工具，验证功能和修复的可靠性。 | FreeCAD 开发和调试 |
Part 与 Part Design
打开FreeCAD，首次看到这两个东西时，还挺困惑的
历史
- FreeCAD 最初设计为使用构造实体几何（Constructive Solid Geometry，CSG）方法进行参数化操作【 Part 工作台】。
- 后来，它通过 Part Design 工作台 引入了特征编辑（Feature Editing）方法。例如通过 Pad（拉伸） 和 Pocket（切割） 等操作逐步构建零件。
CSG 与 BRep
不同于Part工作台使用使用CSG建模，Part Design 工作台使用 BRep（Boundary Representation，边界表示） 来表示几何体。FreeCAD 的几何内核基于 OpenCASCADE，它本身是一个支持 BRep 表示的强大几何建模内核。
- CSG（Constructive Solid Geometry）：Part 工作台中支持 CSG 方法，使用原始几何体（例如立方体、球体）通过布尔运算构建模型。
- BRep：Part Design 工作台则更偏向于基于 BRep 的逐步构建和特征编辑，支持更复杂的几何操作和细节调整。
操作对比
下图是 两种工作台的下的操作方式对比：
- 左侧 Part Design工作台下操作：始终基于一个实体进行特征编辑操作
- 右侧 Part 工作台下操作：创建不同的实体，而后进行布尔操作
另外，Part Design 与 Solidworks 在操作上可大致对应：
参考
- https://github.com/FreeCAD/FreeCAD
- https://wiki.freecad.org/Getting_started
- https://freecad.github.io/DevelopersHandbook/
- https://github.com/qingfengxia/FreeCAD_Mod_Dev_Guide
- https://en.wikipedia.org/wiki/FreeCAD
- https://wiki.freecad.org/History
- https://wiki.freecad.org/PySide