Dibuix tècnic i d'enginyeria i visualització de projectes - història

Com ha evolucionat el dibuix tècnic i d'enginyeria al llarg de la història? Secció transversal del 2100 aC fins als nostres dies.

2100 rpn - La primera imatge conservada de l'objecte en projecció rectangular, tenint en compte l'escala adequada. El dibuix està representat a l'estàtua de Gudea (1escolta)) enginyer i governant

Ciutat-estat sumeria de Lagash, situada al territori de l'Iraq modern.

Segle XIX aC – Marcus Vitruvius Pollio és considerat el pare del dibuix de disseny, és a dir. Vitruvi, arquitecte romà, constructor

vehicles militars durant els regnats de Juli Cèsar i Octavi August. Va crear l'anomenat Home de Vitruvi: una imatge d'un home nu inscrita en un cercle i un quadrat (2), simbolitzant el moviment (més tard Leonardo da Vinci va distribuir la seva pròpia versió d'aquest dibuix). Es va fer famós com a autor del tractat Sobre l'arquitectura de deu llibres, que va ser escrit entre els anys 20 i 10 aC i no es va trobar fins al 1415 a la biblioteca del monestir de St. Gallen a Suïssa. Vitruvi descriu amb detall tant els ordres clàssics grecs com les seves variacions romanes. Les descripcions es van complementar amb il·lustracions adequades; els dibuixos originals, però, no s'han conservat. En l'època moderna, molts autors famosos van fer il·lustracions per a aquesta obra, intentant recrear els dibuixos perduts.

3. Un dels dibuixos de Guido da Vigevano

Edat mitjana – Quan es dissenyen edificis i jardins, s'utilitzen principis geomètrics - ad quadratum i ad triangulum, és a dir. dibuix en termes de quadrat o triangle. Els constructors de la catedral en el procés de treball creen esbossos i dibuixos, però sense normes i estandardització estrictes. Llibre de dibuixos de màquines de setge del cirurgià i inventor de la cort Guido da Vigevano, 13353) demostra la importància d'aquests primers dibuixos com a eines per atraure patrocinadors i clients que vulguin finançar inversions en construcció.

1230-1235 – Va crear un àlbum de Villard de Honnecourt (4). Es tracta d'un manuscrit que conté 33 fulls de pergamí units, de 15–16 cm d'ample i 23–24 cm d'alçada, estan coberts per les dues cares amb dibuixos i marques fets amb ploma i prèviament dibuixats amb un pal de plom. Els dibuixos sobre edificis, elements arquitectònics, escultures, persones, animals i aparells van acompanyats de descripcions.

1335 – Guido da Vigevano està treballant en el Texaurus Regis Francie, una peça de defensa de la croada proclamada per Felip VI. L'obra conté nombrosos dibuixos de màquines i vehicles de guerra, inclosos carros blindats, carros de vent i altres enginyosos dispositius de setge. Tot i que la croada de Felip mai va tenir lloc a causa de la guerra amb Anglaterra, l'àlbum militar de da Vigevano és anterior i anticipa molts dels edificis militars de Leonardo da Vinci i altres inventors del segle XVI.

4. Pàgina de l'àlbum Villara de Onnekura.

1400-1600 - Els primers dibuixos tècnics estan en cert sentit més propers a les idees modernes, el Renaixement va aportar moltes millores i canvis no només en les tècniques constructives, sinó també en el disseny i presentació dels projectes.

Segle XV – El redescobriment de la perspectiva per part de l'artista Paolo Uccello va ser utilitzat en el dibuix tècnic del Renaixement. Filippo Brunelleschi va començar a utilitzar la perspectiva lineal en les seves pintures, que per primera vegada li van donar a ell i als seus seguidors l'oportunitat de representar de manera realista estructures arquitectòniques i dispositius mecànics. A més, els dibuixos de principis del segle XIX de Mariano di Jacopo, anomenat Taccola, mostren l'ús de la perspectiva per representar invents i màquines amb precisió. Taccola va utilitzar explícitament les regles de dibuix no com a mitjà per documentar estructures existents, sinó com a mètode de disseny mitjançant la visualització en paper. Els seus mètodes diferiren dels exemples anteriors de dibuix tècnic de Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg i Guido da Vigevano en l'ús de la perspectiva, el volum i l'ombrejat. Els mètodes iniciats per Taccola han estat utilitzats i desenvolupats per autors posteriors.

Principis del segle XVI – Els primers rastres de les característiques dels dibuixos tècnics moderns, com ara vistes en planta, dibuixos de muntatge i dibuixos detallats en secció, provenen dels quaderns de dibuix de Leonardo da Vinci fets a principis del segle XIX. Leonardo es va inspirar en el treball d'autors anteriors, en particular Francesco di Giorgio Martini, arquitecte i dissenyador de màquines. Els tipus d'objectes en projeccions també estan presents a les obres del mestre alemany de la pintura de l'època de Leonhard Albrecht Dürer. Moltes de les tècniques utilitzades per da Vinci eren innovadores pel que fa als principis de disseny modern i al dibuix tècnic. Per exemple, va ser un dels primers a proposar fer models de fusta d'objectes com a part del disseny.

1543 – Inici de la formació formal en tècniques de dibuix. Es funda l'Acadèmia Veneciana de les Arts del Disegno. es va ensenyar als pintors, escultors i arquitectes a aplicar tècniques de disseny estàndard i a reproduir patrons en una imatge. L'acadèmia també va tenir una gran importància en la lluita contra els sistemes tancats de formació en tallers d'artesania, que normalment s'oposaven a l'ús de normes i estàndards comuns en el dibuix de disseny.

Segle XVII – Els dibuixos tècnics del Renaixement estaven influenciats principalment per principis i convencions artístiques, no tècniques. Aquesta situació va començar a canviar en els segles següents. Gerard Desargues es va basar en el treball de l'investigador anterior Samuel Maralois per desenvolupar un sistema de geometria projectiva que s'utilitzava per representar matemàticament objectes en tres dimensions. Un dels primers teoremes de geometria projectiva, el teorema de Desargues, porta el seu nom. En termes de geometria euclidiana, va dir que si dos triangles es troben en un pla de tal manera que coincideixen les tres rectes definides pels parells corresponents dels seus vèrtexs, aleshores els tres punts d'intersecció dels parells de costats corresponents (o les seves extensions). ) romanen colineals.

1799 - El llibre "Geometria descriptiva" del matemàtic francès del segle XVIII Gaspard Monge (5), elaborat a partir de les seves conferències anteriors. Considerada la primera exposició de la geometria descriptiva i la formalització de la visualització en dibuix tècnic, aquesta publicació es remunta al naixement del dibuix tècnic modern. Monge va desenvolupar un enfocament geomètric per determinar la forma real dels plans d'intersecció de les formes generades. Tot i que aquest enfocament produeix imatges que són superficialment idèntiques a les vistes que Vitruvi ha promogut des de l'antiguitat, la seva tècnica permet als dissenyadors crear vistes proporcionals des de qualsevol angle o direcció, donat un conjunt bàsic de vistes. Però Monge era més que un matemàtic en exercici. Va participar en la creació de tot el sistema d'ensenyament tècnic i de disseny, que es basava en gran mesura en els seus principis. El desenvolupament de la professió de dibuix en aquella època va ser facilitat no només pel treball de Monge, sinó també per la revolució industrial en general, la necessitat de fabricar peces de recanvi i la introducció de processos de disseny en la producció. L'economia també era important: un conjunt de dibuixos de disseny en la majoria dels casos feia innecessari construir un disseny d'un objecte de treball.

1822 Un dels mètodes populars de representació tècnica, el dibuix axonomètric, va ser formalitzat pel pastor William Farish de Cambridge a principis del segle 1822 en el seu treball sobre les ciències aplicades. Va descriure una tècnica per mostrar objectes a l'espai tridimensional, una mena de projecció paral·lela que mapeja l'espai en un pla mitjançant un sistema de coordenades rectangulars. Una característica que distingeix l'axonometria d'altres tipus de projecció paral·lela és el desig de mantenir les dimensions reals dels objectes projectats en almenys una direcció escollida. Alguns tipus d'axonometria també permeten mantenir les dimensions de les cantonades paral·leles al pla seleccionat. Farish utilitzava sovint models per il·lustrar certs principis a les seves conferències. Per explicar el muntatge de models, va utilitzar la tècnica de projecció isomètrica: mapejar l'espai tridimensional sobre un pla, que és un dels tipus de projecció paral·lela. Encara que el concepte general d'isometria existia abans, va ser Farish qui es considera àmpliament la primera persona que va establir les regles del dibuix isomètric. L'any 120, a l'article "Sobre la perspectiva isomètrica", va escriure sobre "la necessitat de dibuixos tècnics precisos, lliures de distorsions òptiques". Això el va portar a formular els principis de l'isometria. Isomètric significa "mesures iguals" perquè s'utilitza la mateixa escala per a l'alçada, l'amplada i la profunditat. L'essència d'una projecció isomètrica és igualar els angles (XNUMX°) entre cada parell d'eixos, de manera que la reducció de perspectiva de cada eix sigui la mateixa. Des de mitjans del segle XIX, la isometria s'ha convertit en una eina comuna per als enginyers (6), i poc després l'axonometria i la isometria es van incorporar als programes d'investigació arquitectònica a Europa i als Estats Units.

6. Dibuix tècnic en vista isomètrica

80's – L'última innovació que va portar els dibuixos tècnics a la seva forma actual va ser la invenció de copiar-los de diverses maneres, des de la fotocòpia fins a la fotocòpia. El primer procés reproductiu popular, introduït als anys 80, va ser el cianotip (7). Això va permetre la distribució dels dibuixos tècnics fins al nivell de les estacions de treball individuals. Els treballadors estaven formats per llegir el plànol i havien de respectar estrictament les dimensions i les toleràncies. Això, al seu torn, va tenir un gran impacte en el desenvolupament de la producció en massa, ja que va reduir els requisits del nivell de professionalitat i experiència de l'executant del producte.

7. Còpia del dibuix tècnic

1914 – A principis del segle 1914 els colors eren molt utilitzats en els dibuixos tècnics. Tanmateix, cap a l'any 100, aquesta pràctica s'havia abandonat gairebé al XNUMX% als països industrialitzats. Els colors dels dibuixos tècnics tenien diferents funcions: s'utilitzaven per representar materials de construcció, s'utilitzaven per distingir entre fluxos i moviments en un sistema, i simplement per decorar imatges d'aparells amb ells.

1963 – Ivan Sutherland, en la seva tesi doctoral al MIT, està desenvolupant Sketchpad per al disseny (8). Va ser el primer programa CAD (Disseny assistit per ordinador) equipat amb una interfície gràfica, si es pot anomenar així, perquè l'únic que va fer va ser crear diagrames xy. Les innovacions organitzatives aplicades a Sketchpad han iniciat l'ús de la programació orientada a objectes en sistemes moderns de CAD i CAE (Enginyeria Assistida per ordinador).

8. Ivan Sutherland presenta Sketchpad

Anys seixanta. - Els enginyers de grans companyies -Boeing, Ford, Citroën i GM- estan desenvolupant nous programes CAD. Els mètodes de disseny assistit per ordinador i la visualització del disseny s'estan convertint en una manera de simplificar els projectes d'automoció i aviació, i el ràpid desenvolupament de noves tecnologies de fabricació, principalment màquines-eina amb control numèric, no és sense importància. A causa de la manca important de potència de càlcul en comparació amb les màquines actuals, el disseny CAD inicial requeria molta potència financera i d'enginyeria.

9. Porter Pierre Bezier amb les seves fórmules matemàtiques

1968 – La invenció dels mètodes XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) s'atribueix a l'enginyer francès Pierre Bézier.9). Per facilitar el disseny de peces i eines per a la indústria de l'automòbil, va desenvolupar el sistema UNISURF, que més tard es va convertir en la base de treball de les generacions posteriors de programari CAD.

1971 – Apareix ADAM, dibuix i mecanitzat automatitzats (ADAM). Va ser una eina CAD desenvolupada pel Dr. Patrick J. Hanratty, l'empresa de serveis de fabricació i consultoria (MCS) del qual subministra programari a grans empreses com McDonnell Douglas i Computervision.

Anys seixanta. – Avenços en el desenvolupament d'eines informàtiques per al modelatge de sòlids. El 1982, John Walker va fundar Autodesk, el producte principal del qual és el famós i popular programa AutoCAD 2D.

1987 – Es publica Pro/ENGINEER, que anuncia l'ús creixent de tècniques de modelatge funcional i l'enllaç de paràmetres de funció. El fabricant d'aquesta següent fita en el disseny va ser l'empresa nord-americana PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER es va crear per a processadors Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris i Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, però amb el temps el fabricant ha anat limitant gradualment el nombre de plataformes compatibles. Des del 2011, les úniques plataformes compatibles són sistemes de la família MS Windows.

10. Disseny de robots en un programa CAD modern

1994 – Autodesk AutoCAD R13 apareix al mercat, és a dir. la primera versió del programa d'una empresa coneguda que treballa en models tridimensionals (10). No va ser el primer programa dissenyat per al modelatge 3D. Funcions d'aquest tipus es van desenvolupar a principis dels anys 60, i el 1969 MAGI va llançar SynthaVision, el primer programa de modelatge sòlid disponible comercialment. L'any 1989, NURBS, una representació matemàtica de models 3D, va aparèixer per primera vegada a les estacions de treball de Silicon Graphics. L'any 1993, CAS Berlin va desenvolupar un programa interactiu de simulació NURBS per a PC anomenat NöRBS.

2012 – Autodesk 360, un programari de disseny i modelatge basat en núvol, entra al mercat.