Teknisk og teknisk tegning og prosjektvisualisering - historie

Hvordan har teknisk og ingeniørtegning utviklet seg gjennom historien? Tverrsnitt fra 2100 f.Kr til i dag.

2100 rpn - Det første bevarte bildet av objektet i en rektangulær projeksjon, tatt i betraktning passende skala. Tegningen er avbildet på statuen av Gudea (1hør)) ingeniør og linjal

Sumerisk bystat Lagash, som ligger på territoriet til det moderne Irak.

XNUMX århundre f.Kr – Marcus Vitruvius Pollio regnes som designtegningens far, dvs. Vitruvius, romersk arkitekt, konstruktør

militære kjøretøy under regjeringene til Julius Caesar og Octavian Augustus. Han skapte den såkalte Vitruvian Man - et bilde av en naken mann innskrevet i en sirkel og en firkant (2), som symboliserer bevegelse (senere distribuerte Leonardo da Vinci sin egen versjon av denne tegningen). Han ble berømt som forfatteren av avhandlingen On the Architecture of Ten Books, som ble skrevet mellom 20 og 10 f.Kr. og ble ikke funnet før i 1415 i biblioteket til klosteret St. Gallen i Sveits. Vitruvius beskriver i detalj både de greske klassiske ordenene og deres romerske variasjoner. Beskrivelsene ble supplert med passende illustrasjoner - originaltegningene er imidlertid ikke bevart. I den moderne perioden laget mange kjente forfattere illustrasjoner for dette arbeidet, og prøvde å gjenskape de tapte tegningene.

3. En av tegningene av Guido da Vigevano

middelalderen – Ved utforming av bygninger og hager brukes geometriske prinsipper - ad quadratum og ad triangulum, dvs. tegning i form av en firkant eller trekant. Byggerne av katedralen i ferd med arbeidet lager skisser og tegninger, men uten strenge regler og standardisering. Bok med tegninger av beleiringsmotorer av hoffkirurgen og oppfinneren Guido da Vigevano, 13353) viser viktigheten av disse tidlige tegningene som verktøy for å tiltrekke sponsorer og kunder som ønsker å finansiere byggeinvesteringer.

1230-1235 – Laget et album av Villard de Honnecourt (4). Dette er et manuskript som inneholder 33 pergamentark festet sammen, 15–16 cm brede og 23–24 cm høye.De er dekket på begge sider med tegninger og merker laget med penn og tidligere tegnet med blypinne. Tegninger om bygninger, arkitektoniske elementer, skulpturer, mennesker, dyr og innretninger er ledsaget av beskrivelser.

1335 – Guido da Vigevano jobber med Texaurus Regis Francie, et stykke som forsvarer korstoget forkynt av Filip VI. Verket inneholder en rekke tegninger av krigsmaskiner og kjøretøy, inkludert pansrede vogner, vindvogner og andre geniale beleiringsinnretninger. Selv om Filips korstog aldri fant sted på grunn av krigen med England, går da Vigevanos militæralbum før og forutser mange av militærbygningene til Leonardo da Vinci og andre oppfinnere fra det sekstende århundre.

4. Side fra albumet Villara de Onnekura.

1400-1600 – De første tekniske tegningene er på en måte nærmere moderne ideer, renessansen brakte mange forbedringer og endringer ikke bare i byggeteknikker, men også i design og presentasjon av prosjekter.

XV århundre – Gjenoppdagelsen av perspektivet til kunstneren Paolo Uccello ble brukt i den tekniske tegningen av renessansen. Filippo Brunelleschi begynte å bruke lineært perspektiv i maleriene sine, som for første gang ga ham og hans tilhengere muligheten til realistisk å representere arkitektoniske strukturer og mekaniske innretninger. I tillegg viser tegninger fra tidlig XNUMXth århundre av Mariano di Jacopo, kalt Taccola, bruken av perspektiv for å avbilde oppfinnelser og maskiner nøyaktig. Taccola brukte eksplisitt tegneregler ikke som et middel til å dokumentere eksisterende strukturer, men som en designmetode ved bruk av visualisering på papir. Metodene hans skilte seg fra tidligere eksempler på teknisk tegning av Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg og Guido da Vigevano i deres bruk av perspektiv, volum og skyggelegging. Metodene initiert av Taccola har blitt brukt og utviklet av senere forfattere.

Begynnelsen av XNUMXth århundre – De første sporene av trekkene til moderne tekniske tegninger, som planvisninger, monteringstegninger og detaljerte snitttegninger, kommer fra Leonardo da Vincis skissebøker laget helt på begynnelsen av det XNUMX. århundre. Leonardo hentet inspirasjon fra arbeidet til tidligere forfattere, spesielt Francesco di Giorgio Martini, en arkitekt og maskindesigner. Typer gjenstander i projeksjoner er også til stede i verkene til den tyske malermesteren fra Leonhard Albrecht Dürers tid. Mange av teknikkene som ble brukt av da Vinci var innovative når det gjelder moderne designprinsipper og teknisk tegning. For eksempel var han en av de første som foreslo å lage tremodeller av gjenstander som en del av designet.

1543 – Begynnelse av formell opplæring i tegneteknikk. Det venetianske kunstakademiet del Disegno er grunnlagt. malere, skulptører og arkitekter ble lært opp til å bruke standard designteknikker og å gjengi mønstre i et bilde. Akademiet var også av stor betydning i kampen mot lukkede opplæringssystemer i håndverksverksteder, som vanligvis motsatte seg bruken av vanlige normer og standarder i designtegning.

XNUMX. århundre – Renessansens tekniske tegninger var først og fremst påvirket av kunstneriske prinsipper og konvensjoner, ikke tekniske. Denne situasjonen begynte å endre seg i de påfølgende århundrene. Gerard Desargues trakk på arbeidet til den tidligere forskeren Samuel Maralois for å utvikle et system med projektiv geometri som ble brukt til matematisk å representere objekter i tre dimensjoner. En av de første teoremene innen projektiv geometri, Desargues' teorem, er oppkalt etter ham. Når det gjelder euklidisk geometri, sa han at hvis to trekanter ligger på et plan på en slik måte at de tre linjene definert av de korresponderende parene av deres toppunkt faller sammen, så faller de tre skjæringspunktene til de tilsvarende sideparene (eller deres forlengelser) ) forbli kollineær.

1799 - Boken "Descriptive Geometry" av den franske matematikeren fra det XNUMX. århundre Gaspard Monge (5), utarbeidet på grunnlag av hans tidligere forelesninger. Betraktet som den første utstillingen av beskrivende geometri og formaliseringen av visning i teknisk tegning, går denne publikasjonen tilbake til fødselen av moderne teknisk tegning. Monge utviklet en geometrisk tilnærming for å bestemme den sanne formen til skjæringsplanene til de genererte figurene. Mens denne tilnærmingen produserer bilder som er overfladisk identiske med synspunktene som Vitruvius har fremmet siden antikken, lar teknikken hans designere lage proporsjonale visninger fra alle vinkler eller retninger, gitt et grunnleggende sett med synspunkter. Men Monge var mer enn bare en praktiserende matematiker. Han deltok i opprettelsen av hele systemet for teknisk og designutdanning, som i stor grad var basert på hans prinsipper. Utviklingen av tegnefaget på den tiden ble lettet ikke bare av arbeidet til Monge, men også av den industrielle revolusjonen generelt, behovet for produksjon av reservedeler og introduksjonen av designprosesser i produksjonen. Økonomien var også viktig - et sett med designtegninger gjorde det i de fleste tilfeller unødvendig å bygge en layout av et fungerende objekt.

1822 En av de populære metodene for teknisk representasjon, den aksonometriske tegningen, ble formalisert av pastor William Farish fra Cambridge på begynnelsen av 1822-tallet i hans arbeid med anvendte vitenskaper. Han beskrev en teknikk for å vise objekter i tredimensjonalt rom, en slags parallell projeksjon som kartlegger rommet på et plan ved hjelp av et rektangulært koordinatsystem. Et trekk som skiller aksonometri fra andre typer parallellprojeksjon er ønsket om å opprettholde de reelle dimensjonene til de projiserte objektene i minst én valgt retning. Noen typer aksonometri lar deg også holde dimensjonene til hjørnene parallelle med det valgte planet. Farish brukte ofte modeller for å illustrere visse prinsipper i sine forelesninger. For å forklare sammenstillingen av modeller brukte han teknikken med isometrisk projeksjon – kartlegging av tredimensjonalt rom på et plan, som er en av typene parallellprojeksjon. Selv om det generelle konseptet isometrisk eksisterte før, var det Farish som er allment kreditert som den første personen som etablerte reglene for isometrisk tegning. I 120, i artikkelen "On Isometric Perspective," skrev han om "behovet for nøyaktige tekniske tegninger, fri for optiske forvrengninger." Dette førte til at han formulerte prinsippene for isometri. Isometrisk betyr «like mål» fordi samme skala brukes for høyde, bredde og dybde. Essensen av en isometrisk projeksjon er å utjevne vinklene (XNUMX°) mellom hvert aksepar, slik at perspektivreduksjonen til hver akse er den samme. Siden midten av det nittende århundre har isometri blitt et vanlig verktøy for ingeniører (6), og kort tid etter ble aksonometri og isometri innlemmet i arkitektoniske forskningsprogrammer i Europa og USA.

6. Teknisk tegning i isometrisk visning

80-ies – Den siste nyvinningen som brakte tekniske tegninger til sin nåværende form var oppfinnelsen av å kopiere dem på forskjellige måter, fra fotokopiering til fotokopiering. Den første populære reproduksjonsprosessen, introdusert på 80-tallet, var cyanotypen (7). Dette tillot distribusjon av tekniske tegninger ned til nivået på individuelle arbeidsstasjoner. Arbeiderne ble opplært til å lese planen og måtte følge dimensjoner og toleranser strengt. Dette hadde igjen en enorm innvirkning på utviklingen av masseproduksjon, da det reduserte kravene til nivået på profesjonalitet og erfaring til produktutøveren.

7. Kopi av teknisk tegning

1914 – På begynnelsen av 1914-tallet ble farger mye brukt i tekniske tegninger. Men innen år 100 hadde denne praksisen blitt forlatt med nesten XNUMX % i industrialiserte land. Farger i tekniske tegninger hadde forskjellige funksjoner - de ble brukt til å representere byggematerialer, de ble brukt til å skille mellom strømninger og bevegelser i et system, og ganske enkelt til å dekorere bilder av enheter med dem.

1963 – Ivan Sutherland, i sin Ph.D.-avhandling ved MIT, utvikler Sketchpad for design (8). Det var det første CAD-programmet (Compute Aided Design) utstyrt med et grafisk grensesnitt - hvis du kan kalle det det, fordi alt det gjorde var å lage xy-diagrammer. Organisatoriske innovasjoner brukt i Sketchpad markerte begynnelsen på bruken av objektorientert programmering i moderne CAD og CAE (Computer Aided Engineering) systemer.

8. Ivan Sutherland introduserer Sketchpad

60-tallet. – Ingeniører fra store selskaper som Boeing, Ford, Citroën og GM utvikler nye CAD-programmer. Datastøttede designmetoder og designvisualisering er i ferd med å forenkle bil- og luftfartsprosjekter, og den raske utviklingen av nye produksjonsteknologier, hovedsakelig maskinverktøy med numerisk kontroll, er ikke uten betydning. På grunn av den betydelige mangelen på datakraft sammenlignet med dagens maskiner, krevde tidlig CAD-design mye økonomisk og ingeniørkraft.

9. Porter Pierre Bezier med sine matematiske formler

1968 – Oppfinnelsen av XNUMXD CAD/CAM-metoder (Computer Aided Manufacturing) krediteres den franske ingeniøren Pierre Bézier.9). For å lette utformingen av deler og verktøy for bilindustrien utviklet han UNISURF-systemet, som senere ble arbeidsgrunnlaget for påfølgende generasjoner av CAD-programvare.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) vises. Det var et CAD-verktøy utviklet av Dr. Patrick J. Hanratty, hvis Manufacturing and Consulting Services (MCS)-selskap leverer programvare til store selskaper som McDonnell Douglas og Computervision.

80-tallet. – Fremgang i utviklingen av dataverktøy for solid modellering. I 1982 grunnla John Walker Autodesk, hvor hovedproduktet er det verdensberømte og populære 2D AutoCAD-programmet.

1987 – Pro/ENGINEER er utgitt, og kunngjør økt bruk av funksjonelle modelleringsteknikker og funksjonsparameterbinding. Produsenten av denne neste milepælen innen design var det amerikanske selskapet PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER ble laget for Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris og Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC-prosessorer, men over tid har produsenten gradvis begrenset antall støttede plattformer. Siden 2011 har de eneste støttede plattformene vært systemer fra MS Windows-familien.

10. Designe roboter i et moderne CAD-program

1994 – Autodesk AutoCAD R13 dukker opp på markedet, dvs. den første versjonen av programmet til et kjent selskap som jobber med tredimensjonale modeller (10). Det var ikke det første programmet designet for 3D-modellering. Funksjoner av denne typen ble utviklet på begynnelsen av 60-tallet, og i 1969 ga MAGI ut SynthaVision, det første kommersielt tilgjengelige solide modelleringsprogram. I 1989 dukket NURBS, en matematisk representasjon av 3D-modeller, først opp på Silicon Graphics-arbeidsstasjoner. I 1993 utviklet CAS Berlin et interaktivt NURBS-simuleringsprogram for PC kalt NöRBS.

2012 – Autodesk 360, en skybasert design- og modelleringsprogramvare, kommer inn på markedet.