Tækni- og verkfræðiteikning og sjónræn verkefni - saga

Hvernig hefur tækni- og verkfræðiteikning þróast í gegnum tíðina? Þversnið frá 2100 f.Kr til dagsins í dag.

2100 rpn - Fyrsta varðveitta myndin af hlutnum í rétthyrndri vörpun, að teknu tilliti til viðeigandi mælikvarða. Teikningin er sýnd á styttunni af Gudeu (1heyrðu)) verkfræðingur og stjórnandi

Súmerska borgríkið Lagash, staðsett á yfirráðasvæði nútíma Íraks.

XNUMX. öld f.Kr – Marcus Vitruvius Pollio er talinn faðir hönnunarteikningarinnar, þ.e. Vitruvius, rómverskur arkitekt, byggingameistari

herbílar á valdatíma Júlíusar Sesars og Oktavíans Ágústusar. Hann skapaði svokallaðan Vitruvian mann - mynd af nöktum manni áletrað í hring og ferning (2), sem táknar hreyfingu (síðar dreifði Leonardo da Vinci sinni eigin útgáfu af þessari teikningu). Hann varð frægur sem höfundur ritgerðarinnar On the Architecture of Ten Books, sem var skrifuð á milli 20 og 10 f.Kr. og fannst ekki fyrr en 1415 í bókasafni klaustursins í St. Gallen í Sviss. Vitruvius lýsir í smáatriðum bæði grískum klassískum skipunum og rómverskum tilbrigðum þeirra. Lýsingunum var bætt við viðeigandi myndskreytingum - upprunalegu teikningarnar hafa hins vegar ekki varðveist. Í nútímanum gerðu margir frægir höfundar myndir fyrir þetta verk og reyndu að endurskapa týndu teikningarnar.

3. Ein af teikningunum eftir Guido da Vigevano

Miðöldum – Við hönnun bygginga og garða er stuðst við rúmfræðilegar meginreglur - ad quadratum og ad triangulum, þ.e. teikning í skilmálar af ferningi eða þríhyrningi. Byggingarmenn dómkirkjunnar í vinnuferlinu búa til skissur og teikningar, en án strangra reglna og stöðlunar. Bók um teikningar af umsátursvélum eftir dómskurðlækninn og uppfinningamanninn Guido da Vigevano, 13353) sýnir mikilvægi þessara fyrstu teikninga sem tæki til að laða að bakhjarla og viðskiptavini sem vilja fjármagna byggingarfjárfestingar.

1230-1235 – Búið til plötu eftir Villard de Honnecourt (4). Þetta er handrit sem inniheldur 33 pergamentblöð fest saman, 15–16 sm á breidd og 23–24 sm á hæð, þau eru klædd báðum megin með teikningum og merkjum gerðar með penna og áður teiknaðar með blýstaf. Teikningar um byggingar, byggingarþætti, skúlptúra, fólk, dýr og tæki fylgja lýsingar.

1335 – Guido da Vigevano vinnur að Texaurus Regis Francie, verki til varnar krossferðinni sem Filippus VI boðaði. Verkið inniheldur fjölmargar teikningar af stríðsvélum og farartækjum, þar á meðal brynvörðum vögnum, vindkerrum og öðrum sniðugum umsáturstækjum. Þótt krossferð Filippusar hafi aldrei átt sér stað vegna stríðsins við England, er herleg plata da Vigevano á undan og gerir ráð fyrir mörgum herbyggingum Leonardo da Vinci og annarra uppfinningamanna á sextándu öld.

4. Síða af plötu Villard de Honnecourt.

1400-1600 - Fyrstu tækniteikningarnar eru í vissum skilningi nær nútíma hugmyndum, endurreisnin leiddi til margs konar endurbóta og breytingar, ekki aðeins í byggingartækni, heldur einnig í hönnun og framsetningu verkefna.

XV öld – Enduruppgötvun sjónarhorns listamannsins Paolo Uccello var notuð í tækniteikningum endurreisnartímans. Filippo Brunelleschi byrjaði að nota línulegt sjónarhorn í málverkum sínum, sem gaf honum og fylgjendum hans í fyrsta skipti tækifæri til að sýna byggingarlistarmannvirki og vélrænan búnað á raunsæjan hátt. Að auki sýna teikningar frá upphafi XNUMX. aldar eftir Mariano di Jacopo, sem heitir Taccola, notkun sjónarhorns til að sýna uppfinningar og vélar nákvæmlega. Taccola notaði beinlínis teiknireglur ekki sem leið til að skrásetja núverandi mannvirki, heldur sem hönnunaraðferð með því að nota sjónmynd á pappír. Aðferðir hans voru frábrugðnar fyrri dæmum um tækniteikningu Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg og Guido da Vigevano í notkun þeirra á sjónarhorni, rúmmáli og skyggingu. Aðferðirnar sem Taccola kom af stað hafa verið notaðar og þróaðar af síðari höfundum.

Upphaf XNUMX aldar – Fyrstu ummerkin um eiginleika nútíma tækniteikninga, svo sem flatarmyndir, samsetningarteikningar og ítarlegar skurðarteikningar, koma frá skissubókum Leonardo da Vinci sem gerðar voru í upphafi XNUMX. aldar. Leonardo sótti innblástur í verk fyrri höfunda, einkum Francesco di Giorgio Martini, arkitekts og vélahönnuðar. Tegundir hluta í vörpun eru einnig til staðar í verkum þýska málarameistarans frá tímum Leonhards Albrecht Dürer. Margar af þeim aðferðum sem da Vinci notaði voru nýstárlegar hvað varðar nútíma hönnunarreglur og tækniteikningu. Til dæmis var hann einn af þeim fyrstu til að stinga upp á að gera viðarlíkön af hlutum sem hluta af hönnuninni.

1543 – Upphaf formlegrar þjálfunar í teiknitækni. Feneyska listaakademían del Disegno er stofnuð. málara, myndhöggvara og arkitekta var kennt að beita hefðbundinni hönnunartækni og endurskapa mynstur í mynd. Akademían hafði einnig mikla þýðingu í baráttunni gegn lokuðum þjálfunarkerfum á handverksmiðjum, sem venjulega voru á móti notkun almennra viðmiða og staðla í hönnunarteikningum.

XVII öld – Tækniteikningar endurreisnartímans voru fyrst og fremst undir áhrifum frá listrænum reglum og venjum, ekki tæknilegum. Þetta ástand tók að breytast á síðari öldum. Gerard Desargues byggði á vinnu fyrri vísindamannsins Samuel Maralois til að þróa kerfi varprúmfræði sem var notað til að stærðfræðilega tákna hluti í þrívídd. Ein af fyrstu setningum varprúmfræðinnar, setning Desargues, er kennd við hann. Með tilliti til evklíðískrar rúmfræði sagði hann að ef tveir þríhyrningar liggja á plani þannig að línurnar þrjár sem skilgreindar eru af samsvarandi pörum hornpunkta þeirra falla saman, þá eru þrír skurðpunktar samsvarandi hliðapöra (eða framlengingar þeirra) ) haldast samlínulaga.

1799 - Bókin "Descriptive Geometry" eftir franska stærðfræðinginn Gaspard Monge á XVIII.5), unnin á grundvelli fyrri fyrirlestra hans. Þessi útgáfa er talin vera fyrsta lýsingin á lýsandi rúmfræði og formfestingu birtingar í tækniteikningum, þetta rit er frá fæðingu nútíma tækniteikninga. Monge þróaði rúmfræðilega nálgun til að ákvarða raunverulega lögun skurðarplana mynduðu forma. Þó að þessi nálgun framleiði myndir sem eru yfirborðslega eins og þær skoðanir sem Vitruvius hefur kynnt frá fornu fari, gerir tækni hans hönnuðum kleift að búa til hlutfallslegar skoðanir frá hvaða sjónarhorni eða átt sem er, miðað við grunnskoðanir. En Monge var meira en bara starfandi stærðfræðingur. Hann tók þátt í sköpun alls kerfis tækni- og hönnunarmenntunar, sem byggðist að mestu á meginreglum hans. Þróun teiknistarfsins á þeim tíma var auðveldað ekki aðeins af starfi Monge, heldur einnig af iðnbyltingunni almennt, þörfinni fyrir framleiðslu varahluta og innleiðingu hönnunarferla í framleiðslu. Hagkerfið var líka mikilvægt - sett af hönnunarteikningum gerði það í flestum tilfellum óþarft að byggja upp skipulag vinnuhluts.

1822 Ein af vinsælustu aðferðunum við tæknilega framsetningu, axonometric teikningin, var formleg af Pastor William Farish frá Cambridge snemma á 1822 öld í starfi sínu um hagnýt vísindi. Hann lýsti tækni til að sýna hluti í þrívíðu rými, eins konar samhliða vörpun sem kortleggur rýmið á plan með rétthyrndu hnitakerfi. Eiginleiki sem aðgreinir litafræði frá öðrum gerðum samhliða vörpun er löngunin til að viðhalda raunverulegum víddum varpaðra hluta í að minnsta kosti eina valda átt. Sumar gerðir af frumafræði gera þér einnig kleift að halda víddum horna samsíða völdu plani. Farish notaði oft líkön til að sýna ákveðnar meginreglur í fyrirlestrum sínum. Til að útskýra samsetningu líkana notaði hann tækni myndrænnar vörpun - að kortleggja þrívítt rými á plan, sem er ein af gerðum samhliða vörpun. Þrátt fyrir að almenna hugmyndin um ísómetríu hafi verið til áður, var það Farish sem er almennt metinn sem fyrsti maðurinn til að setja reglur um ísómetríska teikningu. Árið 120, í greininni „On Isometric Perspective“, skrifaði hann um „þörfina fyrir nákvæmar tæknilegar teikningar, lausar við sjónskekkjur. Þetta varð til þess að hann mótaði meginreglur myndgreiningar. Isometric þýðir "jöfn mál" vegna þess að sami mælikvarði er notaður fyrir hæð, breidd og dýpt. Kjarninn í ísómetrískri vörpun er að jafna hornin (XNUMX°) á milli hvers ásapars, þannig að sjónarhornslækkun hvers áss sé sú sama. Frá miðri nítjándu öld hefur myndgreining orðið algengt tæki fyrir verkfræðinga (6), og skömmu síðar voru litafræði og myndgreining tekin upp í byggingarrannsóknaráætlanir í Evrópu og Bandaríkjunum.

6. Tækniteikning í ísómetrískri mynd

80-s – Nýjasta nýjungin sem færði tækniteikningar í núverandi mynd var sú uppfinning að afrita þær á ýmsan hátt, allt frá ljósritun til ljósritunar. Fyrsta vinsæla æxlunarferlið, sem kynnt var á níunda áratugnum, var bláæðagerðin (7). Þetta gerði kleift að dreifa tækniteikningum niður á einstakar vinnustöðvar. Starfsmennirnir voru þjálfaðir í að lesa teikninguna og þurftu að fylgja nákvæmlega málum og vikmörkum. Þetta hafði aftur á móti mikil áhrif á þróun fjöldaframleiðslu þar sem það dró úr kröfum um fagmennsku og reynslu vöruframleiðandans.

7. Afrit af tækniteikningu

1914 – Í upphafi 1914. aldar voru litir mikið notaðir í tækniteikningum. Hins vegar, árið 100, hafði þessi aðferð verið yfirgefin um næstum XNUMX% í iðnvæddum löndum. Litir á tækniteikningum höfðu mismunandi hlutverk – þeir voru notaðir til að tákna byggingarefni, þeir voru notaðir til að greina á milli flæðis og hreyfinga í kerfi og einfaldlega til að skreyta myndir af tækjum með þeim.

1963 – Ivan Sutherland, í doktorsritgerð sinni við MIT, er að þróa Sketchpad fyrir hönnun (8). Það var fyrsta CAD (Compute Aided Design) forritið búið grafísku viðmóti - ef hægt er að kalla það það, því það eina sem það gerði var að búa til xy skýringarmyndir. Skipulagsnýjungar sem beitt var í Sketchpad markaði upphafið að notkun hlutbundinnar forritunar í nútíma CAD og CAE (Computer Aided Engineering) kerfum.

8. Ivan Sutherland kynnir Sketchpad

60-s. – Verkfræðingar frá stórfyrirtækjum eins og Boeing, Ford, Citroën og GM eru að þróa ný CAD forrit. Tölvustuddar hönnunaraðferðir og hönnunarsýn eru að verða leið til að einfalda bíla- og flugverkefni og hröð þróun nýrrar framleiðslutækni, aðallega véla með tölulegri stýringu, er ekki án þýðinga. Vegna verulegs skorts á tölvuafli miðað við vélar í dag, krafðist snemma CAD hönnun mikils fjárhagslegs og verkfræðilegs afls.

9. Porter Pierre Bezier með stærðfræðiformúlur sínar

1968 – Uppfinningin á XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) aðferðum er kennd við franska verkfræðinginn Pierre Bézier.9). Til að auðvelda hönnun á hlutum og verkfærum fyrir bílaiðnaðinn þróaði hann UNISURF kerfið, sem síðar varð grundvöllur síðari kynslóða CAD hugbúnaðar.

1971 – ADAM, sjálfvirk teikning og vinnsla (ADAM) birtist. Það var CAD tól þróað af Dr. Patrick J. Hanratty, en fyrirtæki hans í framleiðslu og ráðgjöf (MCS) útvegar stórum fyrirtækjum hugbúnað eins og McDonnell Douglas og Computervision.

80-s. – Framfarir í þróun tölvuverkfæra fyrir solid líkanagerð. Árið 1982 stofnaði John Walker Autodesk, en helsta afurðin er hið heimsfræga og vinsæla 2D AutoCAD forrit.

1987 – Pro/ENGINEER kemur út og tilkynnir aukna notkun á hagnýtri líkanatækni og bindingu breytu virkni. Framleiðandi þessa næsta tímamóta í hönnun var bandaríska fyrirtækið PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER var búið til fyrir Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris og Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC örgjörva, en með tímanum hefur framleiðandinn smám saman takmarkað fjölda studdra kerfa. Síðan 2011 eru einu studdu pallarnir kerfi úr MS Windows fjölskyldunni.

10. Hönnun vélmenna í nútíma CAD forriti

1994 – Autodesk AutoCAD R13 kemur á markaðinn, þ.e. fyrsta útgáfa af forriti þekkts fyrirtækis sem vinnur að þrívíddarlíkönum (10). Það var ekki fyrsta forritið sem hannað var fyrir þrívíddarlíkön. Aðgerðir af þessu tagi voru þróaðar snemma á sjöunda áratugnum og árið 3 gaf MAGI út SynthaVision, fyrsta trausta líkanaforritið sem fæst á markaði. Árið 60 birtist NURBS, stærðfræðileg framsetning þrívíddarlíkana, fyrst á Silicon Graphics vinnustöðvum. Árið 1969 þróaði CAS Berlin gagnvirkt NURBS hermiforrit fyrir PC sem heitir NöRBS.

2012 – Autodesk 360, skýjabyggður hönnunar- og líkanahugbúnaður, kemur inn á markaðinn.