Tehnički i inženjerski crtež i vizualizacija projekta - istorijat

Kako se tehnički i inženjerski crtež razvijao kroz istoriju? Presjek iz 2100. godine prije Krista do danas.

2100 rpn - Prva sačuvana slika objekta u pravougaonoj projekciji, uzimajući u obzir odgovarajuću skalu. Crtež je prikazan na statui Gudea (1slušaj)) inženjer i vladar

Sumerski grad-država Lagaš, koji se nalazi na teritoriji modernog Iraka.

XNUMX vek pne – Markus Vitruvije Polio se smatra ocem dizajnerskog crteža, tj. Vitruvije, rimski arhitekta, konstruktor

vojna vozila za vrijeme vladavine Julija Cezara i Oktavijana Augusta. Stvorio je takozvanog Vitruvijanskog čovjeka - sliku nagog čovjeka upisanog u krug i kvadrat (2), simbolizirajući pokret (kasnije je Leonardo da Vinci distribuirao vlastitu verziju ovog crteža). Proslavio se kao autor rasprave O arhitekturi deset knjiga, koja je napisana između 20. i 10. godine prije nove ere, a pronađena je tek 1415. godine u biblioteci manastira Sv. Gallen u Švicarskoj. Vitruvije detaljno opisuje kako grčke klasične redove tako i njihove rimske varijacije. Opisi su dopunjeni odgovarajućim ilustracijama - originalni crteži, međutim, nisu sačuvani. U modernom periodu mnogi poznati autori su radili ilustracije za ovo djelo, pokušavajući ponovo stvoriti izgubljene crteže.

3. Jedan od crteža Guida da Vigevana

Srednje godine – Prilikom projektovanja objekata i vrtova koriste se geometrijski principi – ad quadratum i ad triangulum, tj. crtanje u obliku kvadrata ili trougla. Graditelji katedrale u procesu rada stvaraju skice i crteže, ali bez strogih pravila i standardizacije. Knjiga crteža opsadnih mašina sudskog hirurga i izumitelja Guida da Vigevana, 1335.3) pokazuje važnost ovih ranih crteža kao alata za privlačenje sponzora i klijenata koji žele da finansiraju građevinska ulaganja.

1230-1235 – Napravio album Villarda de Honnecourta (4). Riječ je o rukopisu koji sadrži 33 lista pergamenta međusobno spojenih, širine 15–16 cm i visine 23–24 cm, sa obje strane prekrivene crtežima i oznakama napravljenim perom i prethodno iscrtanim olovnim štapom. Crteži o zgradama, arhitektonskim elementima, skulpturama, ljudima, životinjama i uređajima popraćeni su opisima.

1335 – Guido da Vigevano radi na Texaurus Regis Francie, komadu koji brani krstaški rat koji je proglasio Filip VI. Djelo sadrži brojne crteže ratnih strojeva i vozila, uključujući oklopna kola, zaprežna kola i druge genijalne opsadne sprave. Iako se Filipov krstaški rat nikada nije dogodio zbog rata s Engleskom, da Vigevanov vojni album prethodi i predviđa mnoge vojne građevine Leonarda da Vinčija i drugih pronalazača iz šesnaestog stoljeća.

4. Stranica sa albuma Villara de Onnekura.

1400-1600 - Prvi tehnički crteži su u izvesnom smislu bliži modernim idejama, renesansa je donela mnoga poboljšanja i promene ne samo u tehnici gradnje, već i u dizajnu i prezentaciji projekata.

XV vek – Ponovno otkrivanje perspektive umjetnika Paola Uccella korišteno je u tehničkom crtežu renesanse. Filippo Brunelleschi je počeo koristiti linearnu perspektivu u svojim slikama, što je njemu i njegovim sljedbenicima po prvi put dalo priliku da realno predstave arhitektonske strukture i mehaničke uređaje. Osim toga, crteži iz ranog XNUMX. stoljeća autora Mariana di Jacopa, po imenu Taccola, pokazuju upotrebu perspektive za precizno prikazivanje izuma i mašina. Taccola je eksplicitno koristio pravila crtanja ne kao sredstvo dokumentiranja postojećih struktura, već kao metodu dizajna koristeći vizualizaciju na papiru. Njegove metode razlikovale su se od ranijih primjera tehničkog crtanja Villarda de Honnecourta, Abbéa von Landsberga i Guida da Vigevana u korištenju perspektive, volumena i sjenčanja. Metode koje je započeo Taccola koristili su i razvijali kasniji autori. 

Početak XNUMX veka – Prvi tragovi karakteristika savremenih tehničkih crteža, kao što su tlocrti, montažni crteži i detaljni crteži preseka, potiču iz skicira Leonarda da Vinčija nastalih na samom početku XX veka. Leonardo je crpio inspiraciju iz radova ranijih autora, posebno Francesca di Giorgio Martinija, arhitekte i dizajnera mašina. Tipovi objekata u projekcijama prisutni su i u delima nemačkog majstora slikarstva iz vremena Leonharda Albrehta Direra. Mnoge od tehnika koje je da Vinci koristio bile su inovativne u smislu modernih principa dizajna i tehničkog crtanja. Na primjer, bio je jedan od prvih koji je predložio izradu drvenih modela predmeta kao dio dizajna. 

1543 – Početak formalne obuke u tehnikama crtanja. Osnovana je Venecijanska akademija umjetnosti del Disegno. slikari, vajari i arhitekti su učeni da primjenjuju standardne tehnike dizajna i da reproduciraju uzorke na slici. Akademija je imala veliki značaj i u borbi protiv zatvorenih sistema obuke u zanatskim radionicama, koji su se obično protivili upotrebi zajedničkih normi i standarda u dizajnu crtanja.

XNUMX. vijek – Na tehničke crteže renesanse prvenstveno su uticali umjetnički principi i konvencije, a ne tehnički. Ova situacija je počela da se menja u narednim vekovima. Gerard Desargues se oslanjao na rad ranijeg istraživača Samuela Maraloisa kako bi razvio sistem projektivne geometrije koji je korišten za matematičko predstavljanje objekata u tri dimenzije. Jedna od prvih teorema projektivne geometrije, Desarguesova teorema, nazvana je po njemu. U smislu euklidske geometrije, rekao je da ako dva trokuta leže na ravni na takav način da se tri prave definisane odgovarajućim parovima njihovih vrhova poklapaju, tada su tri tačke preseka odgovarajućih parova stranica (ili njihovih produžetaka) ) ostaju kolinearni.

1799 - Knjiga "Deskriptivna geometrija" francuskog matematičara iz XVIII veka Gasparda Mongea (5), pripremljen na osnovu njegovih prethodnih predavanja. Smatra se prvim izlaganjem deskriptivne geometrije i formalizacije prikaza u tehničkom crtanju, ova publikacija datira još od rođenja modernog tehničkog crtanja. Monge je razvio geometrijski pristup za određivanje pravog oblika presječnih ravnina generiranih oblika. Dok ovaj pristup proizvodi slike koje su površno identične pogledima koje je Vitruvije promovirao od antičkih vremena, njegova tehnika omogućava dizajnerima da kreiraju proporcionalne poglede iz bilo kojeg ugla ili smjera, s obzirom na osnovni skup pogleda. Ali Monge je bio više od običnog matematičara. Učestvovao je u stvaranju cjelokupnog sistema tehničkog i dizajnerskog obrazovanja, koji se u velikoj mjeri zasnivao na njegovim principima. Razvoju crtačke profesije u to vrijeme olakšao je ne samo rad Mongea, već i industrijska revolucija općenito, potreba za proizvodnjom rezervnih dijelova i uvođenje procesa dizajna u proizvodnju. Ekonomičnost je također bila važna - skup dizajnerskih crteža u većini slučajeva činio je nepotrebnim izgradnju rasporeda radnog objekta. 

1822 Jednu od popularnih metoda tehničkog predstavljanja, aksonometrijski crtež, formalizovao je pastor William Farish iz Kembridža početkom 1822. veka u svom radu o primenjenim naukama. On je opisao tehniku ​​prikazivanja objekata u trodimenzionalnom prostoru, neku vrstu paralelne projekcije koja preslikava prostor na ravan koristeći pravougaoni koordinatni sistem. Karakteristika koja razlikuje aksonometriju od drugih tipova paralelne projekcije je želja da se održe stvarne dimenzije projektovanih objekata u barem jednom odabranom pravcu. Neke vrste aksonometrije također vam omogućavaju da zadržite dimenzije uglova paralelnim sa odabranom ravninom. Farish je često koristio modele da ilustruje određene principe u svojim predavanjima. Da bi objasnio sastavljanje modela, koristio je tehniku ​​izometrijske projekcije - preslikavanje trodimenzionalnog prostora na ravan, što je jedna od vrsta paralelne projekcije. Iako je opći koncept izometrije postojao i prije, Farish je bio taj koji je naširoko priznat kao prva osoba koja je uspostavila pravila izometrijskog crtanja. U 120, u članku “O izometrijskoj perspektivi” pisao je o “potrebi za preciznim tehničkim crtežima, bez optičkih izobličenja”. To ga je navelo da formuliše principe izometrije. Izometrija znači "jednake mjere" jer se ista skala koristi za visinu, širinu i dubinu. Suština izometrijske projekcije je izjednačavanje uglova (XNUMX°) između svakog para osa, tako da je perspektivna redukcija svake ose ista. Od sredine devetnaestog veka, izometrija je postala uobičajen alat za inženjere (6), a ubrzo nakon toga aksonometrija i izometrija su uključene u programe arhitektonskih istraživanja u Evropi i Sjedinjenim Državama.

6. Tehnički crtež u izometrijskom prikazu

80-s – Najnovija inovacija koja je tehničke crteže dovela do sadašnjeg oblika je pronalazak njihovog kopiranja na različite načine, od fotokopiranja do fotokopiranja. Prvi popularni reproduktivni proces, uveden 80-ih godina, bio je cijanotip (7). To je omogućilo distribuciju tehničkih crteža do nivoa pojedinačnih radnih stanica. Radnici su bili obučeni za čitanje nacrta i morali su se striktno pridržavati dimenzija i tolerancija. To je, pak, imalo ogroman utjecaj na razvoj masovne proizvodnje, jer je smanjilo zahtjeve za nivoom profesionalizma i iskustva izvođača proizvoda.

7. Kopija tehničkog crteža

1914 – Početkom 1914. vijeka boje su bile široko korištene u tehničkim crtežima. Međutim, do 100. godine ova praksa je gotovo XNUMX% napuštena u industrijski razvijenim zemljama. Boje u tehničkim crtežima imale su različite funkcije – koristile su se za predstavljanje građevinskog materijala, korišćene su za razlikovanje tokova i kretanja u sistemu i jednostavno za ukrašavanje slika uređaja njima. 

1963 – Ivan Sutherland, u svojoj doktorskoj tezi na MIT-u, razvija Sketchpad za dizajn (8). Bio je to prvi CAD (Compute Aided Design) program opremljen grafičkim sučeljem - ako ga možete tako nazvati, jer je sve što je radio bilo kreiranje xy dijagrama. Organizacione inovacije primenjene u Sketchpad-u pokrenule su upotrebu objektno orijentisanog programiranja u modernim CAD i CAE (Computer Aided Engineering) sistemima. 

8. Ivan Sutherland predstavlja Sketchpad

60-ih. – Inženjeri velikih kompanija kao što su Boeing, Ford, Citroën i GM razvijaju nove CAD programe. Kompjuterski potpomognute metode projektovanja i vizualizacija dizajna postaju način da se pojednostave projekti u automobilskoj i avijaciji, a brz razvoj novih proizvodnih tehnologija, uglavnom alatnih mašina sa numeričkom kontrolom, nije bez značaja. Zbog značajnog nedostatka računarske snage u poređenju sa današnjim mašinama, rani CAD dizajn zahtevao je mnogo finansijske i inženjerske snage.

9. Porter Pierre Bezier sa svojim matematičkim formulama

1968 – Izum XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) metoda pripisuje se francuskom inženjeru Pierreu Bézieru.9). Kako bi olakšao dizajn dijelova i alata za automobilsku industriju, razvio je UNISURF sistem, koji je kasnije postao radna osnova za sljedeće generacije CAD softvera.

1971 – Pojavljuje se ADAM, Automatsko crtanje i obrada (ADAM). Bio je to CAD alat koji je razvio Dr. Patrick J. Hanratty, čija kompanija Manufacturing and Consulting Services (MCS) isporučuje softver velikim kompanijama kao što su McDonnell Douglas i Computervision.

80-ih. – Napredak u razvoju kompjuterskih alata za solidno modeliranje. Godine 1982. John Walker je osnovao Autodesk, čiji je glavni proizvod svjetski poznati i popularni 2D AutoCAD program.

1987 – Objavljen je Pro/ENGINEER koji najavljuje povećanu upotrebu tehnika funkcionalnog modeliranja i vezivanja parametara funkcije. Proizvođač ove sljedeće prekretnice u dizajnu bila je američka kompanija PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER je kreiran za Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris i Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC procesore, ali je tokom vremena proizvođač postepeno ograničavao broj podržanih platformi. Od 2011. jedine podržane platforme su sistemi iz porodice MS Windows.

10. Projektovanje robota u modernom CAD programu

1994 – Autodesk AutoCAD R13 se pojavljuje na tržištu, tj. prva verzija programa poznate kompanije koja radi na trodimenzionalnim modelima (10). To nije bio prvi program dizajniran za 3D modeliranje. Funkcije ovog tipa razvijene su ranih 60-ih godina, a 1969. MAGI je objavio SynthaVision, prvi komercijalno dostupan program za modeliranje čvrstog materijala. Godine 1989. NURBS, matematički prikaz 3D modela, prvi put se pojavio na radnim stanicama Silicon Graphics. CAS Berlin je 1993. godine razvio interaktivni NURBS simulacijski program za PC pod nazivom NöRBS.

2012 – Autodesk 360, softver za dizajn i modeliranje zasnovan na oblaku, izlazi na tržište.