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BernhardB

FreeCad 0.18 Tutorial

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Hallo zusammen,

 

seit meinem letzten FreeCad-Tutorial hat siich einiges in FreeCad getan, so daß dieses nur noch eingeschränkt gültig ist. Außerdem habe ich den ein oder anderen Trick selber gelernt- Zeit also für ein Update-Tutorial. Da trifft es sich gut, daß ich derzeit mit dem Planen eines neuen Modells anfange - einer Chiemsee-Plätte (Original-Bauplan hier: http://chiemseeplaette.info/plaettenbau/bauplan/) Ich versuche dabei, so grundlegent zu bleiben, daß es nicht notwendig ist, das "alte" Tutorial durch zu arbeiten.

 

Was hat sich denn geändert? Vorwiegend der gesamte "Part-Design" Workflow: Dieser ist nun deutlich mächtiger (z.B. Bohrungen in gewölbte Flächen, kann endlich Splines) aber deswegen auch um einiges komplizierter geworden - ich werde das später noch vorstellen. "Alte" Files, die Part-Design-Elemente benützen (z.B. Sketches) müssen daher auch vor Benutzung der PartDesign-Workbench konvertiert werden - FreeCad bietet das in einem Dialog an.

 

Also: Los gehts mit der Oberfläche:

Fenster_1.thumb.png.dc539a682b6dd30c5ba5d8bed87ab23c.png

Hier das Fenster von FreeCad: Da hat sich gegenüber vorherigen Versionen nicht viel getan. Für alle, die FreeCad noch nicht benutzt haben:

1) Ganz oben In der Menüleiste: File-> new erzeugt neues leeres Element, Laden, Speichern sollte klar sein. Wichtig ist hier noch "View": Ab und an vergisst FreeCad, welche Werkzeugleisten es anzeigen soll. Die kann man im "View"-Menue wieder anschalten.

2) Rechts daneben umrahmt: Auswahl der Workbench. Die Workbench bündelt die Werkzeuge, die man für einen bestimmten Arbeitsschritt benötigt. In diesem Fall die am häufigsten benutzte Workbench: Das Part-Design, in dem man die Einzelteile seines Modells designen darf

3) Die weißen Felder links: Oben entsteht der logische Baum mit den Teilen des CAD-Modells. Darunter ein Dialog, in dem man die Eigenschaften des jeweiligen Teils bestimmen kann.

4) Techts unten (neu in Version 0.18): Ein Auswahl-Würfel, mit dem man bestimmen kann, von welcher Seite man auf das Modell schaut

 

Weitere Updates werden während der Planung kommen... Fragen gerne hier, dann kann ich im Tutorial direkt drauf eingehen.

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Los gehts. Der Plan ist erst mal, die Baupläne als Bild-Ebenen einzufügen, richtig zu skalieren und an die richtige Stelle zu schieben. Dazu muss man natürlich wissen, was die richtige Stelle ist... Hierzu lege ich eine kleine Kugel an den Ursprung des Koordinaten-Systems. So geht das:

0) Falls nicht schon geschehen: Über "File->New neues Dokument auf machen

1) In die "Part"-Workbench gehen

2) Dort die Kugel anwählen, dann entsteht im Dokument eine Kugel. Die ist per Default schon am Dokumenten-Ursprung-

3) Im Fenster links erscheint diese als "Sphere" und kann in was aussagekräftiges umbenannt werden (linke Taste -rename). Ich habe sie Nullpunkt genannt.

4) Da ich nur eine 1mm-Kugel als Marker will, gebe ich im unteren Teil den Radius 0.5 mm. Schalte ich den Tab von "data" auf "view", kann ich die Kugel auch noch rot einfärben. Dann ist mal Zeit zum Speichern. 

Fenster_2.thumb.png.73e4b1f5b0a74e2d4b9767c985eb0e66.png

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Wir wollen den vorhandenen Bauplan als Hintergrundsbild einblenden, Ich habe den Bauplan von 1954 von  http://chiemseeplaette.info/plaettenbau/bauplan/ heruntergeladen und mit einem Zeichen-Programm die Seitenansicht und die Draufsicht ausgeschnitten. Diese können dann in FreeCad eingebunden werden:

Für den Seiten-Plan:

  • Auf Image-Workbench gehen (markiert hier mit "2")
  • Insert plane auswählen (markiert mit 1 - in edit-preferences könnt Ihr auch deutsche Tooltips auswählen). Dann geht ein Datei-Dialog auf, in dem Ihhr das einzubindende File angebt. Danach geht ein weiterer Dialog auf, in welcher Ebene das Ganze rein soll. Die Seitenansicht soll in die YZ-Ebene, die Aufsicht in die XY-Ebene.

Fenster_3.thumb.png.247cf742ab7932edab510c2b895e7fa1.png

Dann erscheint der Plan im Bild:

Fenster_4.thumb.png.8ea1d7a02203bc279af66c03cb26906f.png

Schaut man den Original-Plan an, dann ist die Bodenlänge 5810 mm. ICh möchte 1:16 bauen, das ergibt 363,125 mm. Auf dieses Maß muss ich das Bild skalieren:

1) ist das Skalierungs-Werkzeug. Wird das gedrückt, geht ein Fenster 2) auf. In diesem wählt man der Reihe nach 2 Punkte auf dem Modell, den Sollabstand und das eingebundene Bild (3 - ich habe es wieder sinnvoll benannt) 

Fenster_5.thumb.png.788df8e80e45fcdd79a8bacc0e3600f9.png

 

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Hallo Admins, das Forum will mich aufgrund der File-Größen nicht weiter berichten lassen. Könnt / wollt Ihr diese Beschränkung aufheben oder mache ich hier sowiso Blödsinn?

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Hallo Bernhard,

es gibt eine Größenbegrenzung beim Upload (ich hab's gerade getestet: Upload unterhalb des Limits war ohne Probleme möglich). Dein Account hat auch noch genug Reserven, weitere Bilder solltest du also einstellen können.

 

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Stimmt, jetzt geht es wieder - Danke! :-)

Klicke ich auf die im oberen Bild mit "3" markierte ImagePlain, dann erscheinen Pfeile, mit denen ich die Ebene verschieben kann. Damit verschiebe ich das Ende der Konstruktionslinie auf den 0-Punkt, den ich ganz oben durch eine rote Kugel markiert habe:

Fenster_7.thumb.png.78a33ff6e669f9467b83a6db03967097.png

Die "Feinarbeit" lässt sich dann machen, indem man links in "Position" die Position so lange verändert, bis der Ursprung da ist, wo man ihn haben will---

DFenster_8.thumb.png.ac9de965ca63192eaf87c9997116bd2d.png

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Das Gleiche macht man jetzt noch mit der Aufsicht - die muss man allerdings nicht nur verschieben und skalieren, sondern auch drehen. Hat man das geschafft, sieht das grob so aus - beide Pläne sind eingebunden, schon mal eine vernünftige Grundlage für die Weiterarbeit.

Fenster_9.thumb.png.35e44293fccdf0af73d6002499f50885.png

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Jetzt kommt der neue Teil - wie schon beschrieben, ist der ganze PartDesign-Workflow überarbeitet worden.

Ich zeige das am Heck, dies heißt im Plan "Spant 0" - lassen wir es dabei. Die wesentliche Neuerung an FreeCad 0.17: Es gibt jetzt "Bodys", die beschreiben genau einen Körper im CAD. Jeder Sketch (= 2-dimensionale Zeichnung, der man nachher z.B. Dicke verleihen kann) muss ein Teil eines Bodys sein.

Also: Auf die "PartDesign"-Workbench umschalten (1), darin einen neuen "Body" anlegen (2, der rechte Kringel) und in Spant_0 umbenennen (3). Danach auf "Sketch" (4, limker Kringel) drücken, im einen neuen Sketch anzulegen. 

 

 Spant0_1.thumb.png.977333b8f51209ee563deebc441a6ea7.png

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Danach kann man sich die Ebene aussuchen, in der der Sketch sein soll. Da der "Spant0" mit auf die Aufsicht eingezeichnet ist, nehmen wir diese.

Spant0_2.thumb.png.110cdf1d512372d9ae4148d77f6f6639.png

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Dann kann man den Spant einzeichnen - das geht genau so, wie im "alten" Tutorial auch, hier hat sich nichts geändert: Mit dem Werkzeug für zusammenhängende Linien (1) den Plan nachzeichnen- Manche Constraints erscheinen dann von selber, z.B. ist eine Linie, die auf der X-Achse läuft, automatisch wagrecht und ein Punkt, der auf einer Achse liegt, wird der Achse automatisch zugeordnet (2)

Spant0_3.png.1697b5e841d4e8d05970693eea8ba452.png

 

 

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Das Ganze muss mann dann noch bemaßen: (1) Entsprechende Länge aus dem Sketch auswählen und auf das entsprechende Bemaßungs-Tool (senkrecht / waagrecht / Schräg) klicken. Dann öffnet sich ein Dialog, in dem man die Länge eingeben kann (2) Sehr praktisch: Man kann aber auch auf das Formel-Symbol klicken und sich den Abstand ausrechnen (480 ist die Bemaßung im Plan, ich baue 1/16) 

Spant0_4.png.78ee09cf67914790fb40b96a57a44984.png

Sind alle Maße eingezeichnet, so merkt FreeCad, daß keine Freiheits-Grade mehr da sind und zeigt das an, indem die Farbe der Linien auf "Grün" umschaltet. Wie man sieht, stimmt das Ganze mit dem Plan ganz gut überein. Dann kann man zum Modell zurück gehen, indem man den Dialog links schließt (close)Spant0_7.png.1fdc3e97d48237d41236ca66caa92494.png

 

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Jetzt muss man den Sketch richtig in den Raum drehen. Und dies hat sich im Vergleich zu den Vorgänger-Versionen massiv geändert: Jeder Sketch ist jetzt in einen "Body" (hier "Spant0") eingebunden. Der Ort, an dem der Sketch eingebunden ist, wird mit "Attachment" eingestellt. Achtung: Die Koordinaten beziehen sich auf die ursprünglichen Koordinaten des Sketches! Also muss ich, um den Sketch nach oben zu kippen, den Sketch um seine ursprüngliche X-Achse drehen. Da das Heck schräg ist, nicht um 90, sondern nur um 75 Grad...

Spant0_5a.png.c8438dd8d9b32c0ad657625df32b8940.png

 

Anschließend kann ich das Heck "dick" machen:

Spant0_7a.png.dbe0dcc41d608268b38b5ec5e3b89d75.png

Dazu "apply thicknes" (1) wählen, dann geht Dialog (2) auf. Hier gibt man die gewünschte Dicke an und in welche Richtung die Dicke angewendet werden soll. Das Ergebnis sieht man in 3)

 

So kann man nicht nur das Heck, sondern alle Spanten, Steven und alles andere konstruieren, das werde ich aber lieber nicht hier vorführen, das ist einfach zu viel...

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Zur Konstruktion der Spanten erst mal eine Vorbereitung: Die Position der Spanten ist sicher etwas, auf das man sich später immer wieder beziehen will. Das kann man auf verschiedene Arten und Weisen machen, z.B. mit "ShapeBindern", mit denen man die fertigen Spanten referenzieren kann und dann was "daranbauen" kann. Ich finde es aber oft einfacher, die Position als "Namen" zur Verfügung zu haben, die ich einfach dort, wo ein entsprechender Abstand erforderlich ist, eintragen kann. Für so was hat FreeCad ein SpredSheet-Modul, mit dem man excel-artig Berechnungen machen kann und auf diese später in den Zeichnungen zugreifen kann. So geht es:

 spreadsheet1.thumb.png.ed93ccdea0b550691207ac18b3e93f19.png

In der Spreadsheet-Toolbench kann ich neue Spreadsheets anlegen - ich kann sie auch sprechend benennen, war aber zu faul dazu. Jeder Zelle kann ich einen Alias-Namen zuweisen, mit dem ich später aus allen Teilen des Programms drauf zugreifen kann. Für die Berechnung des Werts selbst kann ich wie bei anderen Spreadsheets Formeln verwenden: Hier den Abstand zweier Spanten (im Bauplan ist 1m + Spantendicke 46mm angegeben) + der Ort des vorherigen Spants.

 

Leider ist FreeCad noch nicht so weit, daß ich damit ein ganzes Boot mit allen Maßen durchrechnen kann, so daß dieses sich z.B. automatisch skaliert, wenn ich den Maßstab ändere: Die Berechnung jeder einzelnen Abhängigkeit zwingt dann das Programm in die Knie. Aber für die wichtigsten Größen ist das eine gute Art und Weise, diese im Plan vorzuhalten.

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Wie schon im Kommentar-Thread beschrieben, ist bei meinen Booten meistens klar, welche Abmessungen die Spanten genau haben sollen - ich arbeite meistens nach Plänen zum Bauen von Originals oder Klassenvorschriften, die die Maße ganz klar vorgeben. Deswegen eignet sich ein "parametrisches CAD-Programm" recht gut -schließlich beruht ja die Grundidee dieser Programme darauf, alles genau mit Zahlen zu beschreiben. Die Situation wäre eine gänzlich andere, wenn ich nur Decks- und Seitenkontur und vielleicht Kontur auf Wasserlinie hätte (oder gar nur Fotos) und mich durch Ziehen von Splines mit der Maus daran annähern müsste. Wäre zwar auch möglich (und habe ich schon gemacht), aber da mögen andere Programme deutlich besser geeignet sein.

Also, wie geht es? Ich muss gestehen, ich habe schon alle Spanten gezeichnet. daher ist das keine so schöne "Schritt-Für-Schrittanleitung":

 

spant_1.thumb.png.73943c3c12fff65e615d6aac3cbf97df.png

Wir befinden uns wieder in der "Part.Design-Workbench" (1). Ich habe mir im 3-dimensionalen Raum den Aufsichtsplan 2 ("PlanOben001") so hingeschoben, daß er 1mm hinter dem Spant liegt. (lustigerweise sind im Aufsichts-Plan auch die Spanten eingezeichnet - mit genauen Maßen um 90 Grad gekippt). FreeCad erlaubt, im Struktur-Baum Gruppen anzulegen, um die Übersicht über das Modell zu behalten. Einfach mit der rechten Maus dort, wo man die Gruppe _darunter_ haben will -> neue Gruppe. Dort habe ich eine Gruppe für alle Spanten angelegt (3). Darin habe ich einen neuen Body für jeden Spant angelegt - hier im Beispiel "Spant1" (4). Neu in FreeCad 0.18: Bodys müssen zum Bearbeiten "aktiv" sein und es kann immer nur einer aktiv sein. Dazu einfach 2* draufklicken - dann wird der Hintergrund der Schrift "Spant_1" wie Ihr seht leicht hellblau (4)

In diesen Bory wird dann ein neuer Sketch angelegt (5). Dieser muss an die richtige Stelle geschoben werden: Er wird in YZ-Ebene angelegt und an die richtige Stelle verschoben. Wichtig seit FreeCad 0.18: Sketches sind immer im Feld "Attachment", nicht im Feld "Position" innerhalb eines Objekts zu positionieren. Hier gebe ich die Position des Spants ein: Diese habe ich ja im Spredsheet berechnet. Da die Spanten im Plan für meine Verhältnisse etwas ungünstig nummeriert sind (Heck ist die 0), muss ich die Position noch mal -1 nehmen.

Ich weiß, das Ganze hier liest sich erst mal recht umständlich und wenn man das das erste mal macht, dauert es auch etwas, bis man das Vorgehen kapiert hat. Mit etwas Übung hat man aber so eine Struktur locker in 1/4 Stunde angelegt...

 

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Der Sketch ist dann recht einfach gemacht: Wie Ihr im Plan seht, ist jeder Spant aus einer "Boden-Leiste" gemacht und einer weiteren Leiste, die die Bordwand abstützt (ist halt im Grunde genommen nur ein einfacher Kahn). Diesmal will ich das genau so nachbauen (endlich mal schön bauen) und nicht einfach in einem Teil aus Sperrholz aussäbeln wie ich es bisher immer gemacht habe. Also auch einzeln gezeichnet: Angefangen wird mit der Stütze für die Bordwand, da dafür mehr Maße vorhanden sind:

spant1_a.thumb.png.2db500a3184e3c3e90bde190c596ffdd.png

Ihr seht, in diesem Bild ist die Stütze schon vollständig bemaßt (deswegen grün und nicht rosa). Ich habe genau an den Stellen die entsprechenden Constraints hin gelegt, wo sie im Plan auch sind (die orangen Längen-Angaben): Am Beispiel von der Boden-Breiten-Angabe 800 mm (1): Hier hängt ein horizontaler Constraint zwischen Y-Achse des Sketches (die in der Schiffsmitte verläuft) und dem Eckpunkt der Leiste. Die Länge des Constraints habe ich als Formel eingegeben: Die genannten 800 mm / 2 (sie beziehen sich im Plan auf die gesamte Rumpf-Breite, nicht auf den Abstand zur Mitte - merkt man recht schnell, wenn das Teil auf einmal doppelt so breit wird, wie es soll) * den Maßstab, den ich im Spreadsheet stehen habe.

Einzig die Höhe über der Konstruktionslinie 3 (125 mm oder 7,8mm in 1:16) befindet sich auf dem Seiten-Plan und muss von Hand übernommen werden.

Edited by BernhardB

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Dem Ganzen kann ich dann wieder via "Pad" (1) Volumen geben. In diesem Fall will ich 3mm (2): Der richtige Maßstab wäre 46/16=2,87 mm, aber so genau wollen wir es auch nicht nehmen, oder? "Reverse" (3) legt fest, daß der Spant "zu mir hin" ausgezogen wird. 

spant1_b.thumb.png.50c43e17bd27bbbec0aa8a3cf2695574.png

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Die untere Leiste dann zu machen ist trivial: Erst die Fläche des oben genannten Pads auswählen und dann auf Sketch drücken. Dann öffnet sich ein Sketch auf dieser Fläche, in den ich diese Leiste einzeichnen kann:

spant1_c.thumb.png.63125d2d0fe7e0093a3498f438582544.png

Der einzige Trick ist, eine externe Konstruktionslinie an die Kante des Pads (1) zu legen. Dazu einfach mit dem entsprechenden Werkzeug (2) draufklicken. Danach kann ich ein Eck an das Ende der Kante hängen und das 2. per "Eck auf Linie"-Constraint dran festhängen. Es fehlt dann nur noch die Dicke des Balkens, die ich ziemlich willkürlich mit 5 mm festgesetzt habe.Das Ganze wird jetzt genauso wie vorher mit einem Pad versehen.

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Mit den gleichen Techniken habe ich noch ein Loch aus der Ecke Boden.Bordwand gestanzt (genauso wie es "Pad" gibt, gibt es auch "Hole" und einen Fuß für die Helling dran modelliert. Somit sieht der Halb-Spant so aus:

spant1_d.thumb.png.a4b0f6eb4dc3bcb184084f2c14298d9a.png

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Genauso wie den ersten Spant kann man alle anderen aufbauen: Neuen Body anlegen, diesen anschließend aktivieren und mit einzelnen Sketches die Spanten aufbauen. Es kann dabei etwas Arbeit ersparen, via "Edit->Duplicate" die Sketches zu kopieren - sie landen automatisch in dem aktiven Body. Danach muss man sie aber noch an die richtige Stelle verschieben bzw. an die richtige Fläche kleben (Partdesign->Map sketch to face). Sind alle fertig, hat man das Spantengerüst. Zur besseren Übersichtlichkeit habe ich schon die Bodenleisten mit eingezeichnet - wie das geht, erkläre ich später.

alle_spanten.thumb.png.8c9a51459d280fa29023931ae623fe33.png

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Natürlich will man wissen, ob das Ganze auch strakt. Ich überprüfe dies indem ich Leisten, Stringer, Bordwände einzeichne. Wenn diese schön harmonisch verlaufen ist alles OK. So geht es:

Bodenleiste1.png.1e939d761bcf5492b6d4f26ec1475002.png

Für jede Leiste usw. wird wieder mal ein neuer Body angelegt undaktiv geschaltet (hier: Bodenleiste). In dieses Objekt muss man via "ShapeBinder" die Flächen einbinden, an die man die Leiste befestigen möchte - hier die Seitenwände der Spanten. Datu die entsprechende Fläche markieren und auf "Shapebinder" (2) klicken. Die Shapebinder erscheinen dann als orange durchscheinende Flächen im Raum. Es empfiehlt sich, danach die Spanten auszublenden (erwähnte ich schon, daß dies durch anklicken und space-Taste geht?)

Bodenleiste2.png.b9320c6564f7f954ced6a46c8c0f8725.png

Auf diese Shapebinder lassen sich Sketche legen. In jeden Sketch wird ein Viereck für die Leiste dort eingezeichnet, wo sie durchgehen soll.

Jetzt lassen sich die einzelnen Sketche mit einem "Loft" zu einer Leiste verbinden: Dazu ein Eck-Sketch auswählen (1) und auf "Loft" drücken. (2 - ausgegraut, da in diesem ScreenShot der Loft schon bearbeitet wird). Dann kann mit "Add section (3) Sketch für Sketch hinzugefügt werden, bis die Bidenleiste komplett ist. Das Ergebnis habt Ihr ja schon im letzten Beitrag gesehen.

 bodenleiste3.png.ca006a2b62971cc58235c05ced71709f.png

Genauso kann man mit Boden und Bordwand vorgehen: Neues Body -> An Spanten Shapebinder hängen -> Sketche ranmalen -> Loft erzeugen. Das sieht dann so aus:

bodenleiste4.png.66733b1a92883dcf4d0e889cbd45d5be.png

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Wahrscheinlich will man die Spanten jetzt noch zu Papier bringen, damit man sie auch aussägen kann. Das geht dann folgendermaßen:

In der "Drawing-Workbench" (1) fügt man eine neue "Page" (Seite) ein (2). Da hat man dann die Auswahl zwischen verschiedenen Papier-Größen und Vorlagen (mit Rahmen / ohne Rahmen)

 

print_1.png.3fb20e85010cb580d06c3a3ee8b71949.png

Dann wählt man das Teil aus, das gedruckt werden soll (hier Spant1) und drückt "orthographic projection" (2). Wenn mehrere Seiten im Porjekt sind, müssen die richtige Seite und das Teil markiert sein, damit FreeCad weiß in welche Seite das soll.

print_2.png.7054e4db67974780737a4aad21c34de4.png

Im aufgehenden Dialog kann man dann bestimmen, von welcher Seite das Objekt abgebildet werden soll (1) und wie groß es abgebildet werden soll bzw. wohin es auf der Seite geschoben werden soll. Vorsicht: Voreinstellung ist hier "Autoscale", was zum Aussägen denkbar ungeeignet ist...

print_3.thumb.png.3b9fca175f7a150da5a857a7d8199fb6.png

Natürlich geht das auch noch in schöner (Beschriftungen, Vorlagen aus Bereich "Technisch zeichnen"), aber zum Aussägen langt das so. Diese Seite kann dann an den Drucker geschickt werden oder als PDF oder SVG exportiert werden...

Ich denke, jetzt haben wir rudimentär (und teilweise sicher auch zu kurz) alles zusammen, was man zum Planen des eigenen Boots braucht. Deswegen wars das erst mal von mir... Fragen natürlich gerne unter dem Kommentar-Thread

 

 

 

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