Projektin tekninen ja tekninen piirustus ja visualisointi - historia

Miten tekninen ja tekninen piirtäminen on kehittynyt historian aikana? Poikkileikkaus vuodelta 2100 eaa nykypäivään.

2100 rpn - Ensimmäinen säilytetty kuva esineestä suorakaiteen muotoisessa projektiossa, ottaen huomioon sopiva mittakaava. Piirustus on kuvattu Gudean patsaan (1kuuntele)) insinööri ja hallitsija

Sumerilainen Lagashin kaupunkivaltio, joka sijaitsee modernin Irakin alueella.

XNUMX vuosisadalla eaa – Marcus Vitruvius Polliota pidetään suunnittelupiirustuksen isänä, ts. Vitruvius, roomalainen arkkitehti, rakentaja

sotilasajoneuvot Julius Caesarin ja Octavian Augustuksen hallituskauden aikana. Hän loi niin kutsutun Vitruvian Man - kuvan alastomasta miehestä piirrettynä ympyrään ja neliöön (2), joka symboloi liikettä (myöhemmin Leonardo da Vinci jakoi oman versionsa tästä piirroksesta). Hän tuli tunnetuksi kymmenen kirjan arkkitehtuuria käsittelevän tutkielman kirjoittajana, joka kirjoitettiin vuosina 20–10 eKr. ja löydettiin vasta vuonna 1415 Pyhän Pietarin luostarin kirjastosta. Gallen Sveitsissä. Vitruvius kuvaa yksityiskohtaisesti sekä kreikkalaisia ​​klassisia luokkia että niiden roomalaisia ​​muunnelmia. Kuvauksia on täydennetty asianmukaisilla kuvilla - alkuperäisiä piirustuksia ei kuitenkaan ole säilynyt. Nykyaikana monet kuuluisat kirjailijat tekivät kuvituksia tälle teokselle yrittäen luoda kadonneita piirustuksia.

3. Yksi Guido da Vigevanon piirustuksista

Keskiaika – Rakennuksia ja puutarhoja suunniteltaessa käytetään geometrisia periaatteita - ad quadratum ja ad triangulum, eli piirustus neliön tai kolmion muodossa. Katedraalin rakentajat luovat työvaiheessa luonnoksia ja piirustuksia, mutta ilman tiukkoja sääntöjä ja standardointia. Hovikirurgin ja keksijän Guido da Vigevanon piirustusten kirja piirityskoneista, 13353) osoittaa näiden varhaisten piirustusten tärkeyden työkaluina sponsoreiden ja asiakkaiden houkuttelemiseksi rakennusinvestointeja rahoittamaan.

1230-1235 – Loi albumin Villard de Honnecourt (4). Tämä on käsikirjoitus, jossa on 33 yhteen kiinnitettyä, 15–16 cm leveää ja 23–24 cm korkeaa pergamenttiarkkia, jotka on päällystetty molemmilta puolilta kynällä tehdyillä ja aiemmin lyijytikulla piirretyillä piirroksilla ja merkinnöillä. Rakennuksia, arkkitehtonisia elementtejä, veistoksia, ihmisiä, eläimiä ja laitteita käsitteleviin piirustuksiin liittyy kuvaukset.

1335 – Guido da Vigevano työskentelee Texaurus Regis Francie -kappaleen parissa, joka puolustaa Philip VI:n julistamaa ristiretkeä. Teos sisältää lukuisia piirustuksia sotakoneista ja -ajoneuvoista, mukaan lukien panssaroituja vaunuja, tuulikärryjä ja muita nerokkaita piirityslaitteita. Vaikka Philipin ristiretkeä ei koskaan tapahtunut Englannin kanssa käydyn sodan vuoksi, da Vigevanon sotilasalbumi on ennen monia Leonardo da Vincin ja muiden XNUMX-luvun keksijöiden sotilaallisia rakennuksia ja ennakoi niitä.

4. Sivu albumilta Villara de Onnekura.

1400-1600 - Ensimmäiset tekniset piirustukset ovat tavallaan lähempänä nykyaikaisia ​​ideoita, renessanssi toi monia parannuksia ja muutoksia paitsi rakennustekniikassa, myös projektien suunnittelussa ja esittelyssä.

XV luvulla – Taiteilija Paolo Uccellon näkökulman uudelleenlöytöä käytettiin renessanssin teknisessä piirustuksessa. Filippo Brunelleschi alkoi käyttää maalauksissaan lineaarista perspektiiviä, mikä antoi hänelle ja hänen seuraajilleen ensimmäistä kertaa mahdollisuuden esittää realistisesti arkkitehtonisia rakenteita ja mekaanisia laitteita. Lisäksi Mariano di Jacopon, nimeltä Taccola, piirustukset XNUMX-luvun alkupuolelta osoittavat perspektiivin käytön keksintöjen ja koneiden kuvaamiseen tarkasti. Taccola ei nimenomaisesti käyttänyt piirustussääntöjä olemassa olevien rakenteiden dokumentointivälineenä, vaan suunnittelumenetelmänä visualisoinnilla paperille. Hänen menetelmänsä erosivat aikaisemmista Villard de Honnecourtin, Abbé von Landsbergin ja Guido da Vigevanon teknisen piirustuksen esimerkeistä perspektiivin, volyymin ja varjostuksen käytössä. Myöhemmät kirjoittajat ovat käyttäneet ja kehittäneet Taccolan käynnistämiä menetelmiä. 

XNUMX-luvun alku – Ensimmäiset jäljet ​​nykyaikaisten teknisten piirustusten ominaisuuksista, kuten pohjapiirrokset, kokoonpanopiirustukset ja yksityiskohtaiset poikkileikkauspiirustukset, ovat peräisin Leonardo da Vincin luonnoskirjoista, jotka on tehty aivan XNUMX-luvun alussa. Leonardo sai inspiraationsa aikaisempien kirjailijoiden, erityisesti arkkitehti ja konesuunnittelija Francesco di Giorgio Martinin, töistä. Projektion esinetyyppejä esiintyy myös saksalaisen maalausmestarin Leonhard Albrecht Dürerin töissä. Monet da Vincin käyttämistä tekniikoista olivat innovatiivisia nykyaikaisten suunnitteluperiaatteiden ja teknisen piirustuksen suhteen. Hän oli esimerkiksi yksi ensimmäisistä, joka ehdotti puisten esineiden mallien tekemistä osaksi suunnittelua. 

1543 – Piirustustekniikan muodollisen koulutuksen aloittaminen. Venetian Academy of Arts del Disegno perustetaan. maalareita, kuvanveistäjiä ja arkkitehtejä opetettiin soveltamaan standardimuotoisia suunnittelutekniikoita ja toistamaan kuvioita kuvassa. Akatemialla oli myös suuri merkitys taistelussa käsityöpajojen suljettuja koulutusjärjestelmiä vastaan, jotka yleensä vastustivat yhteisten normien ja standardien käyttöä suunnittelupiirustuksessa.

XVII vuosisata – Renessanssin teknisiin piirustuksiin vaikuttivat ensisijaisesti taiteelliset periaatteet ja tavat, eivät tekniset. Tämä tilanne alkoi muuttua seuraavien vuosisatojen aikana. Gerard Desargues hyödynsi aikaisemman tutkijan Samuel Maraloisin työtä kehittääkseen projektiivisen geometrian järjestelmän, jota käytettiin esineiden matemaattiseen esittämiseen kolmessa ulottuvuudessa. Yksi projektiivisen geometrian ensimmäisistä teoreemoista, Desarguesin lause, on nimetty hänen mukaansa. Euklidisen geometrian suhteen hän sanoi, että jos kaksi kolmiota on tasossa siten, että niiden kärkipisteiden vastaavien parien määrittämät kolme suoraa osuvat yhteen, niin vastaavien sivuparien (tai niiden jatkeiden) kolme leikkauspistettä ) pysyvät kollineaarisina.

1799 - XVIII vuosisadan ranskalaisen matemaatikon Gaspard Mongen kirja "Descriptive Geometry" (5), joka on laadittu aiempien luentojensa perusteella. Tämä julkaisu, jota pidetään ensimmäisenä kuvailevan geometrian ja teknisen piirustuksen esittämisen formalisoimisena, juontaa juurensa nykyaikaisen teknisen piirtämisen syntyhetkestä. Monge kehitti geometrisen lähestymistavan luotujen muotojen leikkaustasojen todellisen muodon määrittämiseksi. Vaikka tämä lähestymistapa tuottaa kuvia, jotka ovat pinnallisesti identtisiä Vitruviuksen muinaisista ajoista lähtien edistämien näkymien kanssa, hänen tekniikansa avulla suunnittelijat voivat luoda suhteellisia näkymiä mistä tahansa kulmasta tai suunnasta perusnäkymien perusteella. Mutta Monge oli enemmän kuin vain harjoittava matemaatikko. Hän osallistui koko teknisen ja muotoilun koulutusjärjestelmän luomiseen, joka perustui pitkälti hänen periaatteisiinsa. Piirustusammatin kehitystä tuolloin helpotti paitsi Mongen työ, myös teollinen vallankumous yleensä, varaosien valmistuksen tarve ja suunnitteluprosessien käyttöönotto tuotantoon. Taloudellisuus oli myös tärkeää - suunnittelupiirustukset tekivät useimmissa tapauksissa tarpeettomaksi rakentaa työkohteen asettelua. 

1822 Cambridgen pastori William Farish muodosti 1822-luvun alussa soveltavia tieteitä koskevassa työssään yhden suosituista teknisen esitystavan, aksonometrisen piirtämisen. Hän kuvasi tekniikkaa esineiden näyttämiseksi kolmiulotteisessa avaruudessa, eräänlaista rinnakkaista projektiota, joka kartoittaa avaruuden tasolle suorakulmaisen koordinaattijärjestelmän avulla. Eräs ominaisuus, joka erottaa aksonometrian muista rinnakkaisprojisoinnista, on halu säilyttää projisoitujen kohteiden todelliset mitat ainakin yhdessä valitussa suunnassa. Joidenkin aksonometrian tyyppien avulla voit myös pitää kulmien mitat yhdensuuntaisina valitun tason kanssa. Farish käytti luennoissaan usein malleja havainnollistaakseen tiettyjä periaatteita. Mallien kokoonpanon selittämiseen hän käytti isometrisen projektion tekniikkaa - kolmiulotteisen avaruuden kartoittamista tasolle, mikä on yksi rinnakkaisen projektion tyypeistä. Vaikka isometriikan yleinen käsite oli olemassa aiemmin, Farishia pidetään laajalti ensimmäisenä henkilönä, joka laati isometrisen piirtämisen säännöt. Vuonna 120 hän kirjoitti artikkelissa "On Isometric Perspective" "tarkkojen teknisten piirustusten tarpeesta ilman optisia vääristymiä". Tämä sai hänet muotoilemaan isometrian periaatteet. Isometrinen tarkoittaa "samansuuruisia mittoja", koska samaa asteikkoa käytetään korkeudelle, leveydelle ja syvyydelle. Isometrisen projektion ydin on tasata kulmat (XNUMX°) kunkin akseliparin välillä siten, että kunkin akselin perspektiivivähennys on sama. XNUMX-luvun puolivälistä lähtien isometriasta on tullut yleinen työkalu insinööreille (6), ja pian sen jälkeen aksonometria ja isometria otettiin osaksi arkkitehtuurin tutkimusohjelmia Euroopassa ja Yhdysvalloissa.

6. Tekninen piirustus isometrisessä kuvassa

80-luvulla – Viimeisin innovaatio, joka toi tekniset piirustukset nykyiseen muotoonsa, oli keksintö kopioida niitä monin eri tavoin valokopioinnista valokopiointiin. Ensimmäinen suosittu lisääntymisprosessi, joka otettiin käyttöön 80-luvulla, oli syanotyyppi (7). Tämä mahdollisti teknisten piirustusten jakamisen yksittäisten työasemien tasolle asti. Työntekijät koulutettiin lukemaan suunnitelma, ja heidän oli noudatettava tarkasti mittoja ja toleransseja. Tällä puolestaan ​​oli valtava vaikutus massatuotannon kehitykseen, koska se alensi vaatimuksia tuotteen esittäjän ammattitaidon ja kokemuksen tasolle.

7. Kopio teknisestä piirustuksesta

1914 – 1914-luvun alussa värejä käytettiin laajasti teknisissä piirustuksissa. Vuoteen 100 mennessä tämä käytäntö oli kuitenkin hylätty lähes XNUMX-prosenttisesti teollisuusmaissa. Teknisten piirustusten väreillä oli erilaisia ​​tehtäviä – niitä käytettiin kuvaamaan rakennusmateriaaleja, niillä erotettiin virtaukset ja liikkeet järjestelmässä ja yksinkertaisesti koristeltu niillä laitteiden kuvia. 

1963 – Ivan Sutherland kehittää väitöskirjassaan MIT:ssä Sketchpad-muotoilua (8). Se oli ensimmäinen CAD (Compute Aided Design) -ohjelma, joka oli varustettu graafisella käyttöliittymällä - jos sitä niin voi kutsua, koska se loi vain xy-kaavioita. Sketchpadissa sovelletut organisaatioinnovaatiot ovat käynnistäneet olioohjelmoinnin käytön nykyaikaisissa CAD- ja CAE-järjestelmissä (Computer Aided Engineering). 

8. Ivan Sutherland esittelee Sketchpadin

60 vuotta. – Suuryritysten, kuten Boeingin, Fordin, Citroënin ja GM:n, insinöörit kehittävät uusia CAD-ohjelmia. Tietokoneavusteisista suunnittelumenetelmistä ja suunnittelun visualisoinnista on tulossa tapa yksinkertaistaa auto- ja ilmailuprojekteja, ja uusien valmistusteknologioiden, pääasiassa numeerisen ohjauksen työstökoneiden, nopea kehitys ei ole merkityksetöntä. Johtuen huomattavasta laskentatehon puutteesta nykykoneisiin verrattuna, varhainen CAD-suunnittelu vaati paljon taloudellista ja suunnitteluvoimaa.

9. Porter Pierre Bezier matemaattisten kaavoineen

1968 – XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) menetelmien keksiminen on ranskalaisen insinöörin Pierre Bézierin ansiota.9). Helpottaakseen osien ja työkalujen suunnittelua autoteollisuudelle hän kehitti UNISURF-järjestelmän, josta tuli myöhemmin työperusta seuraaville CAD-ohjelmistojen sukupolville.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) tulee näkyviin. Se oli CAD-työkalu, jonka oli kehittänyt Dr. Patrick J. Hanratty, jonka Manufacturing and Consulting Services (MCS) -yritys toimittaa ohjelmistoja suurille yrityksille, kuten McDonnell Douglasille ja Computervisionille.

80 vuotta. – Edistyminen tietokonetyökalujen kehittämisessä solid-mallinnusta varten. Vuonna 1982 John Walker perusti Autodeskin, jonka päätuote on maailmankuulu ja suosittu 2D AutoCAD -ohjelma.

1987 – Pro/ENGINEER julkaistaan, ja se ilmoittaa toiminnallisten mallinnustekniikoiden ja funktioparametrien sitomisen lisääntyneestä käytöstä. Tämän suunnittelun seuraavan virstanpylvään valmistaja oli amerikkalainen yritys PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER luotiin Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris- ja Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC-prosessoreille, mutta ajan myötä valmistaja on vähitellen rajoittanut tuettujen alustojen määrää. Vuodesta 2011 lähtien ainoat tuetut alustat ovat olleet MS Windows -perheen järjestelmiä.

10. Robottien suunnittelu nykyaikaisella CAD-ohjelmalla

1994 – Autodesk AutoCAD R13 ilmestyy markkinoille, ts. ensimmäinen versio kolmiulotteisten mallien parissa työskentelevän tunnetun yrityksen ohjelmasta (10). Se ei ollut ensimmäinen 3D-mallinnukseen suunniteltu ohjelma. Tämän tyyppisiä toimintoja kehitettiin 60-luvun alussa, ja vuonna 1969 MAGI julkaisi SynthaVisionin, ensimmäisen kaupallisesti saatavilla olevan kiinteiden mallinnusohjelman. Vuonna 1989 NURBS, 3D-mallien matemaattinen esitys, ilmestyi ensimmäisen kerran Silicon Graphics -työasemille. Vuonna 1993 CAS Berlin kehitti interaktiivisen NURBS-simulaatioohjelman PC:lle nimeltä NöRBS.

2012 – Autodesk 360, pilvipohjainen suunnittelu- ja mallinnusohjelmisto, tulee markkinoille.