Desenul tehnic și tehnic și vizualizarea proiectului - istoric

Cum s-a dezvoltat desenul tehnic și ingineresc de-a lungul istoriei? Secțiune transversală din 2100 î.Hr până în zilele noastre.

2100 rpn - Prima imagine păstrată a obiectului într-o proiecție dreptunghiulară, ținând cont de scara corespunzătoare. Desenul este reprezentat pe statuia lui Gudea (1asculta)) inginer si domnitor

Oraș-stat sumerian Lagash, situat pe teritoriul Irakului modern.

Secolul al XNUMX-lea î.Hr – Marcus Vitruvius Pollio este considerat părintele desenului de design, i.e. Vitruvius, arhitect roman, constructor

vehicule militare în timpul domniei lui Iulius Cezar și Octavian Augustus. El a creat așa-numitul Om Vitruvian - o imagine a unui bărbat gol înscrisă într-un cerc și un pătrat (2), simbolizând mișcarea (mai târziu Leonardo da Vinci a distribuit propria sa versiune a acestui desen). A devenit celebru ca autor al tratatului Despre arhitectura celor zece cărți, care a fost scris între anii 20 și 10 î.Hr. și nu a fost găsit decât în ​​1415 în biblioteca mănăstirii Sf. Gallen în Elveția. Vitruvius descrie în detaliu atât ordinele clasice grecești, cât și variațiile lor romane. Descrierile au fost completate cu ilustrații adecvate - desenele originale, însă, nu au fost păstrate. În perioada modernă, mulți autori celebri au realizat ilustrații pentru această lucrare, încercând să recreeze desenele pierdute.

3. Unul dintre desenele lui Guido da Vigevano

Evul Mediu – La proiectarea clădirilor și grădinilor se folosesc principii geometrice - ad quadratum și ad triangulum, i.e. desen în termeni de pătrat sau triunghi. Constructorii catedralei în procesul de lucru creează schițe și desene, dar fără reguli stricte și standardizare. Cartea cu desene ale mașinilor de asediu de către chirurgul și inventatorul curții Guido da Vigevano, 13353) demonstrează importanța acestor desene timpurii ca instrumente pentru atragerea de sponsori și clienți care doresc să finanțeze investiții în construcții.

1230-1235 – A creat un album de Villard de Honnecourt (4). Acesta este un manuscris care conține 33 de foi de pergament legate între ele, de 15–16 cm lățime și 23–24 cm înălțime, sunt acoperite pe ambele părți cu desene și semne realizate cu pixul și desenate în prealabil cu un băț de plumb. Desenele despre clădiri, elemente arhitecturale, sculpturi, oameni, animale și dispozitive sunt însoțite de descrieri.

1335 – Guido da Vigevano lucrează la Texaurus Regis Francie, o piesă de apărare a cruciadei proclamate de Filip al VI-lea. Lucrarea conține numeroase desene cu mașini și vehicule de război, inclusiv care blindate, căruțe de vânt și alte dispozitive ingenioase de asediu. Deși cruciada lui Filip nu a avut loc niciodată din cauza războiului cu Anglia, albumul militar al lui da Vigevano precede și anticipează multe dintre clădirile militare ale lui Leonardo da Vinci și ale altor inventatori din secolul al XVI-lea.

4. Pagina de pe albumul Villara de Onnekura.

1400-1600 - Primele desene tehnice sunt într-un fel mai apropiate de ideile moderne, Renașterea a adus multe îmbunătățiri și schimbări nu doar în tehnicile de construcție, ci și în proiectarea și prezentarea proiectelor.

Al XV-lea – Redescoperirea perspectivei de către artistul Paolo Uccello a fost folosită în desenul tehnic al Renașterii. Filippo Brunelleschi a început să folosească perspectiva liniară în picturile sale, ceea ce i-a oferit pentru prima dată lui și adepților săi posibilitatea de a reprezenta în mod realist structurile arhitecturale și dispozitivele mecanice. În plus, desenele de la începutul secolului al XNUMX-lea ale lui Mariano di Jacopo, numit Taccola, arată utilizarea perspectivei pentru a descrie cu acuratețe invențiile și mașinile. Taccola a folosit în mod explicit regulile de desen nu ca mijloc de documentare a structurilor existente, ci ca metodă de proiectare folosind vizualizarea pe hârtie. Metodele sale diferă de exemplele anterioare de desen tehnic de Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg și Guido da Vigevano prin utilizarea perspectivei, volumului și umbririi. Metodele inițiate de Taccola au fost folosite și dezvoltate de autori de mai târziu. 

Începutul secolului al XNUMX-lea – Primele urme ale caracteristicilor desenelor tehnice moderne, cum ar fi vederile în plan, desenele de asamblare și desenele detaliate în secțiune, provin din caietele de schițe ale lui Leonardo da Vinci realizate chiar la începutul secolului al XNUMX-lea. Leonardo s-a inspirat din opera autorilor anteriori, în special Francesco di Giorgio Martini, arhitect și designer de mașini. Tipuri de obiecte în proiecții sunt prezente și în lucrările maestrului german al picturii din vremea lui Leonhard Albrecht Dürer. Multe dintre tehnicile folosite de da Vinci au fost inovatoare în ceea ce privește principiile moderne de design și desenul tehnic. De exemplu, el a fost unul dintre primii care a sugerat realizarea de modele din lemn de obiecte ca parte a designului. 

1543 – Începutul pregătirii formale în tehnicile de desen. Este fondată Academia Venețiană de Arte del Disegno. pictorii, sculptorii și arhitecții au fost învățați să aplice tehnici standard de design și să reproducă modele într-o imagine. Academia a avut, de asemenea, o mare importanță în lupta împotriva sistemelor închise de formare în magazinele de artizanat, care de obicei s-au opus utilizării normelor și standardelor comune în desenul de design.

secolul al XNUMX-lea – Desenele tehnice ale Renașterii au fost influențate în primul rând de principii și convenții artistice, nu de cele tehnice. Această situație a început să se schimbe în secolele următoare. Gerard Desargues s-a bazat pe munca cercetătorului anterior Samuel Maralois pentru a dezvolta un sistem de geometrie proiectivă care a fost folosit pentru a reprezenta matematic obiecte în trei dimensiuni. Una dintre primele teoreme ale geometriei proiective, teorema lui Desargues, poartă numele lui. În ceea ce privește geometria euclidiană, el a spus că, dacă două triunghiuri se află pe un plan în așa fel încât cele trei drepte definite de perechile corespunzătoare ale vârfurilor lor coincid, atunci cele trei puncte de intersecție ale perechilor corespunzătoare de laturi (sau prelungirile lor) ) rămân coliniare.

1799 - Cartea „Geometrie descriptivă” a matematicianului francez din secolul al XVIII-lea Gaspard Monge (5), pregătit pe baza prelegerilor sale anterioare. Considerată prima expunere de geometrie descriptivă și formalizarea afișajului în desenul tehnic, această publicație datează de la nașterea desenului tehnic modern. Monge a dezvoltat o abordare geometrică pentru a determina forma adevărată a planurilor de intersecție a formelor generate. În timp ce această abordare produce imagini care sunt superficial identice cu vederile pe care Vitruvius le-a promovat din cele mai vechi timpuri, tehnica sa le permite designerilor să creeze vederi proporționale din orice unghi sau direcție, având în vedere un set de vederi de bază. Dar Monge a fost mai mult decât un matematician practicant. El a participat la crearea întregului sistem de educație tehnică și de proiectare, care sa bazat în mare parte pe principiile sale. Dezvoltarea profesiei de desen la acea vreme a fost facilitată nu numai de munca lui Monge, ci și de revoluția industrială în general, de necesitatea fabricării de piese de schimb și de introducerea proceselor de proiectare în producție. Economia a fost, de asemenea, importantă - un set de desene de proiectare în majoritatea cazurilor a făcut inutilă construirea unui aspect al unui obiect de lucru. 

1822 Una dintre metodele populare de reprezentare tehnică, desenul axonometric, a fost oficializată de pastorul William Farish din Cambridge la începutul secolului 1822 în lucrarea sa privind științele aplicate. El a descris o tehnică de afișare a obiectelor în spațiul tridimensional, un fel de proiecție paralelă care mapează spațiul pe un plan folosind un sistem de coordonate dreptunghiular. O caracteristică care distinge axonometria de alte tipuri de proiecție paralelă este dorința de a menține dimensiunile reale ale obiectelor proiectate în cel puțin o direcție selectată. Unele tipuri de axonometrie vă permit, de asemenea, să păstrați dimensiunile colțurilor paralele cu planul selectat. Farish a folosit adesea modele pentru a ilustra anumite principii în prelegerile sale. Pentru a explica asamblarea modelelor, a folosit tehnica proiecției izometrice - cartografierea spațiului tridimensional pe un plan, care este unul dintre tipurile de proiecție paralelă. Deși conceptul general de izometrie a existat înainte, Farish a fost cel care este considerat prima persoană care a stabilit regulile desenului izometric. În 120, în articolul „Despre perspectiva izometrică”, el a scris despre „nevoia de desene tehnice precise, fără distorsiuni optice”. Acest lucru l-a determinat să formuleze principiile izometriei. Izometric înseamnă „măsuri egale”, deoarece aceeași scară este folosită pentru înălțime, lățime și adâncime. Esența unei proiecții izometrice este egalizarea unghiurilor (XNUMX°) dintre fiecare pereche de axe, astfel încât reducerea perspectivă a fiecărei axe să fie aceeași. De la mijlocul secolului al XIX-lea, izometria a devenit un instrument comun pentru ingineri (6), iar la scurt timp după aceea, axonometria și izometria au fost încorporate în programele de cercetare arhitecturală din Europa și Statele Unite.

6. Desen tehnic în vedere izometrică

80-e – Cea mai recentă inovație care a adus desenele tehnice la forma lor actuală a fost invenția copierii lor în diverse moduri, de la fotocopiere la fotocopiere. Primul proces de reproducere popular, introdus în anii 80, a fost cianotipul (7). Acest lucru a permis distribuirea desenelor tehnice până la nivelul stațiilor de lucru individuale. Muncitorii au fost instruiți să citească planul și au trebuit să respecte cu strictețe dimensiunile și toleranțele. Acest lucru, la rândul său, a avut un impact uriaș asupra dezvoltării producției de masă, deoarece a redus cerințele pentru nivelul de profesionalism și experiență al executantului produsului.

7. Copie de desen tehnic

1914 – La începutul secolului 1914, culorile erau utilizate pe scară largă în desenele tehnice. Cu toate acestea, până în anul 100, această practică fusese abandonată de aproape XNUMX% în țările industrializate. Culorile din desenele tehnice aveau funcții diferite - erau folosite pentru a reprezenta materialele de construcție, erau folosite pentru a distinge fluxurile și mișcările dintr-un sistem și pur și simplu pentru a decora imaginile dispozitivelor cu ele. 

1963 – Ivan Sutherland, în teza sa de doctorat la MIT, dezvoltă Sketchpad pentru design (8). A fost primul program CAD (Compute Aided Design) echipat cu o interfață grafică - dacă se poate numi așa, pentru că tot ce a făcut a fost să creeze diagrame xy. Inovațiile organizaționale aplicate în Sketchpad au marcat începutul utilizării programării orientate pe obiecte în sistemele moderne CAD și CAE (Computer Aided Engineering). 

8. Ivan Sutherland prezintă Sketchpad

Anii 60. – Inginerii de la companii importante precum Boeing, Ford, Citroën și GM dezvoltă noi programe CAD. Metodele de proiectare asistată de calculator și vizualizarea designului devin o modalitate de simplificare a proiectelor de automobile și aviație, iar dezvoltarea rapidă a noilor tehnologii de fabricație, în principal mașini-unelte cu control numeric, nu este lipsită de importanță. Datorită lipsei semnificative de putere de calcul în comparație cu mașinile de astăzi, proiectarea CAD timpurie a necesitat multă putere financiară și de inginerie.

9. Porter Pierre Bezier cu formulele sale matematice

1968 – Invenția metodelor XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) este creditată inginerului francez Pierre Bézier.9). Pentru a facilita proiectarea pieselor și sculelor pentru industria auto, a dezvoltat sistemul UNISURF, care a devenit ulterior baza de lucru pentru generațiile ulterioare de software CAD.

1971 – Apare ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM). A fost un instrument CAD dezvoltat de Dr. Patrick J. Hanratty, a cărui companie de servicii de producție și consultanță (MCS) furnizează software companiilor mari precum McDonnell Douglas și Computervision.

Anii 80. – Progrese în dezvoltarea instrumentelor informatice pentru modelarea solidă. În 1982, John Walker a fondat Autodesk, al cărui produs principal este celebrul și popularul program AutoCAD 2D.

1987 – Este lansat Pro/ENGINEER, care anunță utilizarea sporită a tehnicilor de modelare funcțională și legarea parametrilor funcției. Producătorul acestei următoarele etape în design a fost compania americană PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER a fost creat pentru procesoare Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris și Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, dar de-a lungul timpului producătorul a limitat treptat numărul de platforme suportate. Din 2011, singurele platforme acceptate sunt sistemele din familia MS Windows.

10. Proiectarea roboților într-un program CAD modern

1994 – Autodesk AutoCAD R13 apare pe piață, adică. prima versiune a programului unei companii binecunoscute care lucrează la modele tridimensionale (10). Nu a fost primul program conceput pentru modelarea 3D. Funcții de acest tip au fost dezvoltate la începutul anilor ’60, iar în 1969 MAGI a lansat SynthaVision, primul program de modelare solidă disponibil comercial. În 1989, NURBS, o reprezentare matematică a modelelor 3D, a apărut pentru prima dată pe stațiile de lucru Silicon Graphics. În 1993, CAS Berlin a dezvoltat un program interactiv de simulare NURBS pentru PC numit NöRBS.

2012 – Autodesk 360, un software de proiectare și modelare bazat pe cloud, intră pe piață.