Debuxo técnico e de enxeñería e visualización de proxectos - historia

Como se desenvolveu o debuxo técnico e de enxeñería ao longo da historia? Sección transversal do 2100 a.C ata a actualidade.

2100 rpn - A primeira imaxe conservada do obxecto en proxección rectangular, tendo en conta a escala adecuada. O debuxo está representado na estatua de Gudea (1escoita)) enxeñeiro e gobernante

Cidade-estado sumeria de Lagash, situada no territorio do moderno Iraq.

Século XIX a.C – Marcus Vitruvius Pollio é considerado o pai do debuxo de deseño, é dicir. Vitruvio, arquitecto romano, construtor

vehículos militares durante os reinados de Xulio César e Octavio Augusto. Creou o chamado Home de Vitruvio - unha imaxe dun home espido inscrita nun círculo e nun cadrado (2), simbolizando o movemento (máis tarde Leonardo da Vinci distribuíu a súa propia versión deste debuxo). Fíxose famoso como o autor do tratado Sobre a arquitectura dos dez libros, que foi escrito entre os anos 20 e 10 a.C. e que non se atopou ata 1415 na biblioteca do mosteiro de St. Gallen en Suíza. Vitruvio describe en detalle tanto as ordes clásicas gregas como as súas variacións romanas. As descricións complementáronse con ilustracións axeitadas; non obstante, os debuxos orixinais non se conservaron. No período moderno, moitos autores famosos fixeron ilustracións para esta obra, tentando recrear os debuxos perdidos.

3. Un dos debuxos de Guido da Vigevano

Idade Media – Ao deseñar edificios e xardíns utilízanse principios xeométricos: ad quadratum e ad triangulum, é dicir. debuxo en termos de cadrado ou triángulo. Os construtores da catedral no proceso de traballo crean bosquexos e debuxos, pero sen normas e estandarización estritas. Libro de debuxos de máquinas de asedio do cirurxián e inventor da corte Guido da Vigevano, 13353) demostra a importancia destes primeiros debuxos como ferramentas para atraer patrocinadores e clientes que desexen financiar investimentos en construción.

1230-1235 – Creou un álbum de Villard de Honnecourt (4). Trátase dun manuscrito que contén 33 follas de pergamiño pegadas entre si, de 15-16 cm de ancho e 23-24 cm de alto, cubertas por ambas as caras de debuxos e marcas feitas a pluma e previamente debuxadas cun pau de chumbo. Os debuxos sobre edificios, elementos arquitectónicos, esculturas, persoas, animais e aparellos van acompañados de descricións.

1335 – Guido da Vigevano está a traballar no Texaurus Regis Francie, unha peza de defensa da cruzada proclamada por Filipe VI. A obra contén numerosos debuxos de máquinas e vehículos de guerra, incluíndo carros blindados, carros de vento e outros enxeñosos dispositivos de asedio. Aínda que a cruzada de Filipe nunca tivo lugar debido á guerra con Inglaterra, o álbum militar de da Vigevano é anterior e anticipa moitos dos edificios militares de Leonardo da Vinci e outros inventores do século XVI.

4. Páxina do álbum de Villard de Honnecourt.

1400-1600 - Os primeiros debuxos técnicos están en certo sentido máis próximos ás ideas modernas, o Renacemento trouxo moitas melloras e cambios non só nas técnicas de construción, senón tamén no deseño e presentación dos proxectos.

século XV – No debuxo técnico do Renacemento utilizouse o redescubrimento da perspectiva polo artista Paolo Uccello. Filippo Brunelleschi comezou a utilizar a perspectiva lineal nas súas pinturas, o que por primeira vez deu a el e aos seus seguidores a oportunidade de representar de forma realista estruturas arquitectónicas e dispositivos mecánicos. Ademais, os debuxos de principios do século XNUMX de Mariano di Jacopo, chamado Taccola, mostran o uso da perspectiva para representar inventos e máquinas con precisión. Taccola usou explícitamente as regras de debuxo non como un medio para documentar estruturas existentes, senón como un método de deseño mediante a visualización en papel. Os seus métodos diferían dos anteriores exemplos de debuxo técnico de Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg e Guido da Vigevano no seu uso da perspectiva, do volume e da sombra. Os métodos iniciados por Taccola foron utilizados e desenvolvidos por autores posteriores.

Comezos do século XIX – Os primeiros trazos das características dos debuxos técnicos modernos, como vistas en planta, debuxos de montaxe e debuxos detallados de sección, proceden dos cadernos de debuxos de Leonardo da Vinci feitos a principios do século XIX. Leonardo inspirouse no traballo de autores anteriores, en particular Francesco di Giorgio Martini, arquitecto e deseñador de máquinas. Tipos de obxectos en proxeccións tamén están presentes nas obras do mestre alemán da pintura da época de Leonhard Albrecht Dürer. Moitas das técnicas utilizadas por da Vinci foron innovadoras en canto aos principios de deseño moderno e ao debuxo técnico. Por exemplo, foi un dos primeiros en suxerir facer modelos de obxectos en madeira como parte do deseño.

1543 – Inicio da formación formal en técnicas de debuxo. Fúndase a Academia Veneciana das Artes do Disegno. pintores, escultores e arquitectos ensinábanse a aplicar técnicas estándar de deseño e a reproducir patróns nunha imaxe. A academia tamén tivo gran importancia na loita contra os sistemas pechados de formación nos talleres de artesanía, que normalmente se opoñen ao uso de normas e estándares comúns no debuxo do deseño.

Século XVII – Os debuxos técnicos do Renacemento estiveron influenciados principalmente por principios e convencións artísticas, non por técnicas. Esta situación comezou a cambiar nos séculos seguintes. Gerard Desargues baseouse no traballo do investigador anterior Samuel Maralois para desenvolver un sistema de xeometría proxectiva que se utilizaba para representar matemáticamente obxectos en tres dimensións. Un dos primeiros teoremas da xeometría proxectiva, o teorema de Desargues, leva o seu nome. En termos de xeometría euclidiana, dixo que se dous triángulos están nun plano de tal xeito que coinciden as tres rectas definidas polos correspondentes pares dos seus vértices, entón os tres puntos de intersección dos correspondentes pares de lados (ou as súas extensións). ) permanecen colineais.

1799 - O libro "Xometría descritiva" do matemático francés do século XVIII Gaspard Monge (5), elaborado a partir das súas conferencias anteriores. Considerada a primeira exposición da xeometría descritiva e da formalización da exhibición no debuxo técnico, esta publicación remóntase ao nacemento do debuxo técnico moderno. Monge desenvolveu un enfoque xeométrico para determinar a verdadeira forma dos planos de intersección das formas xeradas. Aínda que este enfoque produce imaxes que son superficialmente idénticas ás vistas que Vitruvio promoveu desde tempos antigos, a súa técnica permite aos deseñadores crear vistas proporcionais desde calquera ángulo ou dirección, dado un conxunto básico de vistas. Pero Monge era máis que un matemático en exercicio. Participou na creación de todo o sistema de ensino técnico e de deseño, baseado en gran parte nos seus principios. O desenvolvemento da profesión de debuxante daquela época foi facilitado non só polo traballo de Monge, senón tamén pola revolución industrial en xeral, a necesidade da fabricación de pezas de recambio e a introdución de procesos de deseño na produción. A economía tamén foi importante: un conxunto de debuxos de deseño na maioría dos casos facía innecesario construír un deseño dun obxecto de traballo.

1822 Un dos métodos populares de representación técnica, o debuxo axonométrico, foi formalizado polo pastor William Farish de Cambridge a principios do século 1822 no seu traballo sobre as ciencias aplicadas. Describiu unha técnica para mostrar obxectos no espazo tridimensional, unha especie de proxección paralela que mapea o espazo nun plano mediante un sistema de coordenadas rectangulares. Unha característica que distingue a axonometría doutros tipos de proxección paralela é o desexo de manter as dimensións reais dos obxectos proxectados polo menos nunha dirección escollida. Algúns tipos de axonometría tamén permiten manter as dimensións das esquinas paralelas ao plano seleccionado. Farish adoitaba utilizar modelos para ilustrar certos principios nas súas conferencias. Para explicar a montaxe de modelos, utilizou a técnica da proxección isométrica - mapear o espazo tridimensional nun plano, que é un dos tipos de proxección paralela. Aínda que o concepto xeral de isometría existía antes, foi Farish quen se acredita como a primeira persoa en establecer as regras do debuxo isométrico. En 120, no artigo "Sobre a perspectiva isométrica", escribiu sobre "a necesidade de debuxos técnicos precisos, libres de distorsións ópticas". Isto levouno a formular os principios da isometría. Isométrico significa "medidas iguais" porque se usa a mesma escala para a altura, o ancho e a profundidade. A esencia dunha proxección isométrica é igualar os ángulos (XNUMX°) entre cada par de eixes, de xeito que a redución de perspectiva de cada eixe sexa a mesma. Desde mediados do século XIX, a isometría converteuse nunha ferramenta común para os enxeñeiros (6), e pouco despois incorporáronse a axonometría e isometría a programas de investigación arquitectónica en Europa e Estados Unidos.

6. Debuxo técnico en vista isométrica

80 – A última innovación que levou os debuxos técnicos á súa forma actual foi a invención de copialos de diversas formas, dende a fotocopia ata a fotocopia. O primeiro proceso reprodutivo popular, introducido nos anos 80, foi o cianotipo (7). Isto permitiu a distribución dos debuxos técnicos ata o nivel dos postos de traballo individuais. Os traballadores foron adestrados para ler o plano e tiveron que respectar estrictamente as dimensións e tolerancias. Isto, á súa vez, tivo un gran impacto no desenvolvemento da produción en masa, xa que reduciu os requisitos para o nivel de profesionalidade e experiencia do produtor.

7. Copia do debuxo técnico

1914 – A principios do século 1914 as cores eran moi utilizadas nos debuxos técnicos. Porén, para o ano 100, esta práctica fora abandonada case o XNUMX% nos países industrializados. As cores dos debuxos técnicos tiñan diferentes funcións: usábanse para representar materiais de construción, usábanse para distinguir entre fluxos e movementos nun sistema e simplemente para decorar imaxes de dispositivos con elas.

1963 – Ivan Sutherland, na súa tese de doutoramento no MIT, está a desenvolver Sketchpad para deseño (8). Foi o primeiro programa CAD (Compute Aided Design) equipado cunha interface gráfica, se pode chamar así, porque o único que fixo foi crear diagramas xy. As innovacións organizativas aplicadas en Sketchpad marcaron o inicio do uso da programación orientada a obxectos nos modernos sistemas CAD e CAE (Computer Aided Engineering).

8. Ivan Sutherland presenta Sketchpad

Anos sesenta. – Os enxeñeiros de grandes empresas como Boeing, Ford, Citroën e GM están a desenvolver novos programas CAD. Os métodos de deseño asistido por ordenador e a visualización do deseño están a converterse nunha forma de simplificar os proxectos de automoción e aviación, e o rápido desenvolvemento de novas tecnoloxías de fabricación, principalmente máquinas ferramenta con control numérico, non carece de importancia. Debido á importante falta de potencia informática en comparación coas máquinas actuais, o deseño CAD inicial requiriu moito poder financeiro e de enxeñería.

9. Porter Pierre Bezier coas súas fórmulas matemáticas

1968 – A invención dos métodos CAD/CAM XNUMXD (Computer Aided Manufacturing) atribúese ao enxeñeiro francés Pierre Bézier.9). Para facilitar o deseño de pezas e ferramentas para a industria do automóbil, desenvolveu o sistema UNISURF, que máis tarde se converteu na base de traballo para as seguintes xeracións de software CAD.

1971 – Aparece ADAM, Deseño e mecanizado automatizados (ADAM). Foi unha ferramenta CAD desenvolvida polo Dr. Patrick J. Hanratty, cuxa empresa de servizos de fabricación e consultoría (MCS) fornece software a grandes empresas como McDonnell Douglas e Computervision.

Anos sesenta. – Avances no desenvolvemento de ferramentas informáticas para o modelado de sólidos. En 1982, John Walker fundou Autodesk, cuxo produto principal é o programa AutoCAD 2D, famoso e popular en todo o mundo.

1987 – Lanzase Pro/ENGINEER, que anuncia o aumento do uso de técnicas de modelado funcional e vinculación de parámetros de función. O fabricante deste seguinte fito no deseño foi a empresa estadounidense PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER foi creado para procesadores Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris e Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, pero co paso do tempo o fabricante foi limitando gradualmente o número de plataformas compatibles. Desde 2011, as únicas plataformas compatibles son os sistemas da familia MS Windows.

10. Deseño de robots nun programa CAD moderno

1994 – Autodesk AutoCAD R13 aparece no mercado, é dicir. a primeira versión do programa dunha coñecida empresa que traballa en modelos tridimensionais (10). Non foi o primeiro programa deseñado para o modelado 3D. Funcións deste tipo desenvolvéronse a principios dos anos 60, e en 1969 MAGI lanzou SynthaVision, o primeiro programa de modelado de sólidos dispoñible comercialmente. En 1989, NURBS, unha representación matemática de modelos 3D, apareceu por primeira vez nas estacións de traballo de Silicon Graphics. En 1993, CAS Berlin desenvolveu un programa interactivo de simulación NURBS para PC chamado NöRBS.

2012 – Autodesk 360, un software de deseño e modelado baseado na nube, entra no mercado.