Teknisk og teknisk tegning og projektvisualisering - historie

Hvordan har teknisk og ingeniørtegning udviklet sig gennem historien? Tværsnit fra 2100 f.Kr til i dag.

2100 rpn - Det første bevarede billede af objektet i en rektangulær projektion, under hensyntagen til den passende skala. Tegningen er afbildet på statuen af Gudea (1lyt)) ingeniør og lineal

Sumerisk bystat Lagash, beliggende på det moderne Iraks territorium.

XNUMX. århundrede f.Kr – Marcus Vitruvius Pollio regnes for designtegningens fader, dvs. Vitruvius, romersk arkitekt, konstruktør

militære køretøjer under Julius Cæsars og Octavian Augustus regeringstid. Han skabte den såkaldte Vitruvian Man - et billede af en nøgen mand indskrevet i en cirkel og en firkant (2), der symboliserer bevægelse (senere distribuerede Leonardo da Vinci sin egen version af denne tegning). Han blev berømt som forfatter til afhandlingen On the Architecture of Ten Books, som blev skrevet mellem 20 og 10 f.Kr. og først blev fundet i 1415 i biblioteket i klosteret St. Gallen i Schweiz. Vitruvius beskriver i detaljer både de græske klassiske ordener og deres romerske variationer. Beskrivelserne blev suppleret med passende illustrationer - de originale tegninger er dog ikke bevaret. I den moderne periode lavede mange berømte forfattere illustrationer til dette værk og forsøgte at genskabe de tabte tegninger.

3. En af tegningerne af Guido da Vigevano

Middelalderen – Ved udformning af bygninger og haver anvendes geometriske principper - ad quadratum og ad triangulum, dvs. tegning i form af en firkant eller trekant. Bygherrerne af katedralen i gang med arbejdet skaber skitser og tegninger, men uden strenge regler og standardisering. Bog med tegninger af belejringsmaskiner af hofkirurgen og opfinderen Guido da Vigevano, 13353) viser vigtigheden af disse tidlige tegninger som værktøjer til at tiltrække sponsorer og kunder, der ønsker at finansiere byggeinvesteringer.

1230-1235 – Lavede et album af Villard de Honnecourt (4). Dette er et manuskript indeholdende 33 pergamentark, der er hæftet sammen, 15-16 cm brede og 23-24 cm høje. De er på begge sider beklædt med tegninger og mærker lavet med en pen og tidligere tegnet med en blypind. Tegninger om bygninger, arkitektoniske elementer, skulpturer, mennesker, dyr og indretninger er ledsaget af beskrivelser.

1335 – Guido da Vigevano arbejder på Texaurus Regis Francie, et stykke, der forsvarer korstoget proklameret af Philip VI. Værket indeholder talrige tegninger af krigsmaskiner og køretøjer, herunder panservogne, vindvogne og andre geniale belejringsanordninger. Selvom Philips korstog aldrig fandt sted på grund af krigen med England, går da Vigevanos militæralbum før og forudser mange af de militære bygninger af Leonardo da Vinci og andre opfindere fra det sekstende århundrede.

4. Side fra albummet af Villard de Honnecourt.

1400-1600 - De første tekniske tegninger er på en måde tættere på moderne ideer, renæssancen bragte mange forbedringer og ændringer ikke kun i byggeteknikker, men også i design og præsentation af projekter.

XV århundrede – Genopdagelsen af perspektivet af kunstneren Paolo Uccello blev brugt i den tekniske tegning af renæssancen. Filippo Brunelleschi begyndte at bruge lineært perspektiv i sine malerier, hvilket for første gang gav ham og hans tilhængere mulighed for realistisk at repræsentere arkitektoniske strukturer og mekaniske anordninger. Derudover viser tegninger fra det tidlige XNUMX. århundrede af Mariano di Jacopo, ved navn Taccola, brugen af perspektiv til at afbilde opfindelser og maskiner nøjagtigt. Taccola brugte eksplicit tegneregler ikke som et middel til at dokumentere eksisterende strukturer, men som en designmetode ved hjælp af visualisering på papir. Hans metoder adskilte sig fra tidligere eksempler på teknisk tegning af Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg og Guido da Vigevano i deres brug af perspektiv, volumen og skygge. Metoderne initieret af Taccola er blevet brugt og udviklet af senere forfattere.

Begyndelsen af XNUMXth århundrede – De første spor af funktionerne i moderne tekniske tegninger, såsom planbilleder, samlingstegninger og detaljerede snittegninger, kommer fra Leonardo da Vincis skitsebøger lavet i begyndelsen af det XNUMX. århundrede. Leonardo hentede inspiration fra tidligere forfatteres arbejde, især Francesco di Giorgio Martini, en arkitekt og maskindesigner. Typer af objekter i projektioner er også til stede i den tyske malermesters værker fra Leonhard Albrecht Dürers tid. Mange af de teknikker, da Vinci brugte, var innovative med hensyn til moderne designprincipper og teknisk tegning. For eksempel var han en af de første, der foreslog at lave træmodeller af genstande som en del af designet.

1543 – Begyndelse af formel træning i tegneteknikker. Det venetianske kunstakademi del Disegno er grundlagt. malere, billedhuggere og arkitekter blev lært at anvende standarddesignteknikker og at gengive mønstre i et billede. Akademiet var også af stor betydning i kampen mod lukkede træningssystemer i håndværksværksteder, som normalt modsatte sig brugen af fælles normer og standarder i designtegning.

XVII århundrede – Renæssancens tekniske tegninger var primært præget af kunstneriske principper og konventioner, ikke tekniske. Denne situation begyndte at ændre sig i de efterfølgende århundreder. Gerard Desargues trak på arbejdet fra den tidligere forsker Samuel Maralois for at udvikle et system af projektiv geometri, der blev brugt til matematisk at repræsentere objekter i tre dimensioner. En af de første sætninger inden for projektiv geometri, Desargues' sætning, er opkaldt efter ham. Med hensyn til euklidisk geometri sagde han, at hvis to trekanter ligger på et plan på en sådan måde, at de tre linjer defineret af de tilsvarende par af deres hjørner falder sammen, så er de tre skæringspunkter for de tilsvarende sidepar (eller deres forlængelser) ) forbliver kollineær.

1799 - Bogen "Descriptive Geometry" af den franske matematiker fra det XVIII århundrede Gaspard Monge (5), udarbejdet på grundlag af hans tidligere forelæsninger. Betragtet som den første udstilling af beskrivende geometri og formaliseringen af visning i teknisk tegning, går denne publikation tilbage til fødslen af moderne teknisk tegning. Monge udviklede en geometrisk tilgang til at bestemme den sande form af skæringsplanerne for de genererede former. Mens denne tilgang producerer billeder, der er overfladisk identiske med de synspunkter, som Vitruvius har fremmet siden oldtiden, giver hans teknik designere mulighed for at skabe proportionale visninger fra enhver vinkel eller retning, givet et grundlæggende sæt af synspunkter. Men Monge var mere end blot en praktiserende matematiker. Han deltog i skabelsen af hele systemet for teknisk og designuddannelse, som i vid udstrækning var baseret på hans principper. Udviklingen af tegnefaget på det tidspunkt blev lettet ikke kun af Monges arbejde, men også af den industrielle revolution generelt, behovet for fremstilling af reservedele og indførelsen af designprocesser i produktionen. Økonomien var også vigtig - et sæt designtegninger gjorde det i de fleste tilfælde unødvendigt at bygge et layout af et arbejdsobjekt.

1822 En af de populære metoder til teknisk repræsentation, den aksonometriske tegning, blev formaliseret af pastor William Farish fra Cambridge i begyndelsen af 1822-tallet i hans arbejde med anvendt videnskab. Han beskrev en teknik til at vise objekter i tredimensionelt rum, en slags parallel projektion, der kortlægger rummet på et plan ved hjælp af et rektangulært koordinatsystem. Et træk, der adskiller axonometri fra andre typer parallel projektion, er ønsket om at bevare de reelle dimensioner af de projekterede objekter i mindst én valgt retning. Nogle typer aksonometri giver dig også mulighed for at holde hjørnernes dimensioner parallelle med det valgte plan. Farish brugte ofte modeller til at illustrere visse principper i sine forelæsninger. For at forklare samlingen af modeller brugte han teknikken isometrisk projektion - kortlægning af tredimensionelt rum på et plan, som er en af typerne af parallel projektion. Selvom det generelle koncept for isometri eksisterede før, var det Farish, der i vid udstrækning er krediteret som den første person til at etablere reglerne for isometrisk tegning. I 120 skrev han i artiklen "On Isometric Perspective" om "behovet for nøjagtige tekniske tegninger, fri for optiske forvrængninger." Dette fik ham til at formulere principperne for isometri. Isometrisk betyder "lige mål", fordi den samme skala bruges til højde, bredde og dybde. Essensen af en isometrisk projektion er at udligne vinklerne (XNUMX°) mellem hvert par af akser, så perspektivreduktionen af hver akse er den samme. Siden midten af det nittende århundrede er isometri blevet et almindeligt værktøj for ingeniører (6), og kort derefter blev aksonometri og isometri indarbejdet i arkitektoniske forskningsprogrammer i Europa og USA.

6. Teknisk tegning i isometrisk billede

80-erne – Den seneste innovation, der bragte tekniske tegninger til deres nuværende form, var opfindelsen af at kopiere dem på forskellige måder, fra fotokopiering til fotokopiering. Den første populære reproduktionsproces, der blev introduceret i 80'erne, var cyanotypen (7). Dette gjorde det muligt at distribuere tekniske tegninger ned til niveauet for de enkelte arbejdsstationer. Arbejderne blev trænet i at læse planen og skulle nøje overholde dimensioner og tolerancer. Dette havde til gengæld en enorm indflydelse på udviklingen af masseproduktion, da det reducerede kravene til niveauet af professionalisme og erfaring hos produktudøveren.

7. Kopi af teknisk tegning

1914 – I begyndelsen af 1914. århundrede blev farver meget brugt i tekniske tegninger. Men i år 100 var denne praksis blevet opgivet med næsten XNUMX % i industrialiserede lande. Farver i tekniske tegninger havde forskellige funktioner - de blev brugt til at repræsentere byggematerialer, de blev brugt til at skelne mellem strømme og bevægelser i et system og simpelthen til at dekorere billeder af enheder med dem.

1963 – Ivan Sutherland er i sin ph.d.-afhandling ved MIT ved at udvikle Sketchpad til design (8). Det var det første CAD-program (Compute Aided Design) udstyret med en grafisk grænseflade - hvis man kan kalde det det, for det eneste, det gjorde, var at lave xy-diagrammer. Organisatoriske innovationer anvendt i Sketchpad markerede begyndelsen på brugen af objektorienteret programmering i moderne CAD og CAE (Computer Aided Engineering) systemer.

8. Ivan Sutherland introducerer Sketchpad

60. – Ingeniører fra store virksomheder som Boeing, Ford, Citroën og GM er ved at udvikle nye CAD-programmer. Computerstøttede designmetoder og designvisualisering er ved at blive en måde at forenkle bil- og luftfartsprojekter på, og den hurtige udvikling af nye fremstillingsteknologier, hovedsageligt værktøjsmaskiner med numerisk styring, er ikke uden betydning. På grund af den betydelige mangel på computerkraft sammenlignet med nutidens maskiner, krævede tidlig CAD-design en masse finansiel og ingeniørmæssig kraft.

9. Porter Pierre Bezier med sine matematiske formler

1968 – Opfindelsen af XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) metoder er krediteret til den franske ingeniør Pierre Bézier.9). For at lette designet af dele og værktøjer til bilindustrien udviklede han UNISURF-systemet, som senere blev arbejdsgrundlaget for efterfølgende generationer af CAD-software.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) vises. Det var et CAD-værktøj udviklet af Dr. Patrick J. Hanratty, hvis Manufacturing and Consulting Services (MCS) virksomhed leverer software til store virksomheder som McDonnell Douglas og Computervision.

80. – Fremskridt i udviklingen af computerværktøjer til solid modellering. I 1982 grundlagde John Walker Autodesk, hvis hovedprodukt er det verdensberømte og populære 2D AutoCAD-program.

1987 – Pro/ENGINEER udgives, der annoncerer den øgede brug af funktionelle modelleringsteknikker og funktionsparameterbinding. Producenten af denne næste milepæl i design var det amerikanske firma PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER blev skabt til Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris og Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC-processorer, men over tid har producenten gradvist begrænset antallet af understøttede platforme. Siden 2011 er de eneste understøttede platforme systemer fra MS Windows-familien.

10. Design af robotter i et moderne CAD-program

1994 – Autodesk AutoCAD R13 dukker op på markedet, dvs. den første version af programmet fra et velkendt firma, der arbejder på tredimensionelle modeller (10). Det var ikke det første program designet til 3D-modellering. Funktioner af denne type blev udviklet i begyndelsen af 60'erne, og i 1969 udgav MAGI SynthaVision, det første kommercielt tilgængelige solide modelleringsprogram. I 1989 dukkede NURBS, en matematisk repræsentation af 3D-modeller, første gang op på Silicon Graphics-arbejdsstationer. I 1993 udviklede CAS Berlin et interaktivt NURBS-simuleringsprogram til PC kaldet NöRBS.

2012 – Autodesk 360, en cloud-baseret design- og modelleringssoftware, kommer på markedet.