Technische en technische tekening en projectvisualisatie - geschiedenis

Hoe heeft het technisch en technisch tekenen zich door de geschiedenis heen ontwikkeld? Dwarsdoorsnede uit 2100 voor Christus. tot de dag van vandaag.

2100 - Het eerste bewaarde beeld van het object in een rechthoekige projectie, rekening houdend met de juiste schaal. De tekening is afgebeeld op het standbeeld van Gudea (1), ingenieur en heerser

Sumerische stadstaat Lagash, gelegen in het moderne Irak.

XNUMXe eeuw voor Christus – Marcus Vitruvius Pollio wordt beschouwd als de vader van het ontwerptekenen, d.w.z. Vitruvius, Romeins architect, constructeur

militaire voertuigen tijdens het bewind van Julius Caesar en Octavianus Augustus. Hij creëerde de zogenaamde Vitruviusman - een afbeelding van een naakte man ingeschreven in een cirkel en een vierkant (2), dat beweging symboliseert (Leonardo da Vinci verspreidde later zijn eigen versie van deze tekening). Hij werd beroemd als auteur van de verhandeling "Over de architectuur van tien boeken", die tussen 20 en 10 voor Christus werd geschreven en pas in 1415 werd gevonden in de bibliotheek van het klooster van St. Gallen in Zwitserland. Vitruvius beschrijft in detail zowel de Griekse klassieke ordes als hun Romeinse variaties. De beschrijvingen zijn aangevuld met bijbehorende illustraties; de originele tekeningen zijn echter niet bewaard gebleven. In de moderne tijd hebben veel beroemde auteurs illustraties voor dit werk gemaakt, in een poging de verloren tekeningen opnieuw te creëren.

3. Een van de tekeningen van Guido da Vigevano

Middeleeuwen – Bij het ontwerpen van gebouwen en tuinen worden geometrische principes gebruikt - ad quadratum en ad triangulum, d.w.z. tekenen in termen van een vierkant of driehoek. De bouwers van de kathedraal maken tijdens het werk schetsen en tekeningen, maar zonder strikte regels en standaardisatie. Boek met tekeningen van belegeringsmachines door de gerechtschirurg en uitvinder Guido da Vigevano, 13353), toont het belang aan van deze vroege tekeningen als hulpmiddelen voor het aantrekken van sponsors en klanten die bereid zijn bouwinvesteringen te financieren.

1230-1235 – Een album gemaakt door Villard de Honnecourt (4). Het gaat om een manuscript met 33 vellen perkament van 15-16 cm breed en 23-24 cm hoog, aan elkaar gebonden en aan beide zijden bedekt met tekeningen en aantekeningen die met pen zijn gemaakt en vooraf met een loden stok zijn getekend. Tekeningen over gebouwen, architectonische elementen, sculpturen, mensen, dieren en apparaten worden vergezeld van beschrijvingen.

1335 – Guido da Vigevano werkt aan de Texaurus Regis Francie, een stuk ter verdediging van de door Filips VI afgekondigde kruistocht. Het werk bevat talloze tekeningen van oorlogsmachines en voertuigen, waaronder gepantserde strijdwagens, windkarren en andere ingenieuze belegeringswerktuigen. Hoewel Philips kruistocht nooit heeft plaatsgevonden vanwege de oorlog met Engeland, dateert het militaire album van da Vigevano van vóór en anticipeert op veel van de militaire gebouwen van Leonardo da Vinci en andere zestiende-eeuwse uitvinders.

4. Een pagina uit het album van Villars de Honnecourt.

1400-1600 - De eerste technische tekeningen staan in zekere zin dichter bij moderne ideeën, de renaissance bracht veel verbeteringen en veranderingen, niet alleen in constructietechnieken, maar ook in het ontwerp en de presentatie van projecten.

XV eeuw – De herontdekking van het perspectief door de kunstenaar Paolo Uccello werd gebruikt in de technische tekening van de Renaissance. Filippo Brunelleschi begon lineair perspectief te gebruiken in zijn schilderijen, wat hem en zijn volgelingen voor het eerst de kans gaf om architecturale structuren en mechanische apparaten realistisch weer te geven. Bovendien tonen tekeningen uit het begin van de XNUMXe eeuw van Mariano di Jacopo, genaamd Taccola, het gebruik van perspectief om uitvindingen en machines nauwkeurig weer te geven. Taccola gebruikte expliciet tekenregels niet als middel om bestaande structuren te documenteren, maar als ontwerpmethode met behulp van visualisatie op papier. Zijn methoden verschilden van eerdere voorbeelden van technisch tekenen door Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg en Guido da Vigevano in hun gebruik van perspectief, volume en schaduw. De door Taccola geïnitieerde methoden zijn door latere auteurs gebruikt en ontwikkeld.

Begin XNUMXe eeuw – De eerste sporen van de kenmerken van moderne technische tekeningen, zoals bovenaanzichten, montagetekeningen en gedetailleerde doorsnedetekeningen, komen uit de schetsboeken van Leonardo da Vinci die aan het begin van de XNUMXe eeuw zijn gemaakt. Leonardo liet zich inspireren door het werk van eerdere auteurs, met name Francesco di Giorgio Martini, een architect en machineontwerper. Soorten objecten in projectie zijn ook aanwezig in de werken van de Duitse meester van de schilderkunst uit de tijd van Leonhard Albrecht Dürer. Veel van de door da Vinci gebruikte technieken waren innovatief in termen van moderne ontwerpprincipes en technisch tekenen. Zo was hij een van de eersten die opperde om houten modellen van objecten te maken als onderdeel van het ontwerp.

1543 – Begin van formele training in tekentechnieken. De Venetiaanse Kunstacademie del Disegno wordt opgericht. schilders, beeldhouwers en architecten leerden standaard ontwerptechnieken toe te passen en patronen in een afbeelding weer te geven. De academie was ook van groot belang in de strijd tegen gesloten opleidingssystemen in ambachtelijke werkplaatsen, die zich meestal verzetten tegen het gebruik van gemeenschappelijke normen en standaarden bij het ontwerpen van tekeningen.

XVII eeuw – De technische tekeningen van de Renaissance werden voornamelijk beïnvloed door artistieke principes en conventies, niet door technische. Deze situatie begon in de daaropvolgende eeuwen te veranderen. Gerard Desargues putte uit het werk van de eerdere onderzoeker Samuel Maralois om een systeem van projectieve meetkunde te ontwikkelen dat werd gebruikt om objecten in drie dimensies wiskundig weer te geven. Een van de eerste stellingen van de projectieve meetkunde, de stelling van Desargues, is naar hem vernoemd. In termen van Euclidische meetkunde zei hij dat als twee driehoeken op een zodanige manier op een vlak liggen dat de drie lijnen gedefinieerd door de overeenkomstige paren van hun hoekpunten samenvallen, de drie snijpunten van de overeenkomstige paren zijden (of hun verlengingen) ) collineair blijven.

1799 - Het boek "Descriptive Geometry" van de Franse wiskundige Gaspard Monge uit de XNUMXe eeuw (5), opgesteld op basis van zijn eerdere lezingen. Beschouwd als de eerste uiteenzetting van beschrijvende meetkunde en de formalisering van representatie in technisch tekenen, gaat deze publicatie terug tot de oorsprong van het moderne technische tekenen. Monge ontwikkelde een geometrische benadering om de ware vorm van de snijvlakken van gegenereerde vormen te bepalen. Hoewel deze aanpak beelden oplevert die qua uiterlijk identiek zijn aan de opvattingen die Vitruvius sinds de oudheid promoot, stelt de techniek ontwerpers in staat proportionele weergaven te creëren vanuit elke hoek of richting, gegeven een basisset van weergaven. Maar Monge was meer dan alleen een praktiserend wiskundige. Hij nam deel aan de creatie van het hele systeem van technisch en ontwerponderwijs, dat grotendeels op zijn principes was gebaseerd. De ontwikkeling van het tekenberoep in die tijd werd niet alleen vergemakkelijkt door het werk van Monge, maar ook door de industriële revolutie in het algemeen, de behoefte aan de vervaardiging van reserveonderdelen en de introductie van ontwerpprocessen in de productie. Economie was ook belangrijk: een reeks ontwerptekeningen maakte het in de meeste gevallen niet nodig om een model van een werkobject te bouwen.

1822 Een populaire methode voor technische representatie, axonometrisch tekenen, werd begin 1822 door pastor William Farish uit Cambridge geformaliseerd in zijn werk over toegepaste wetenschappen. Hij beschreef een techniek die objecten in een driedimensionale ruimte liet zien, een soort parallelle projectie die de ruimte op een vlak afbeeldt met behulp van een rechthoekig coördinatensysteem. Een kenmerk dat axonometrie onderscheidt van andere soorten parallelle projectie is de wens om de werkelijke afmetingen van de geprojecteerde objecten in ten minste één geselecteerde richting te behouden. Bij sommige soorten axonometrie kunt u ook de afmetingen van de hoeken parallel aan het geselecteerde vlak houden. Farish gebruikte in zijn lezingen vaak modellen om bepaalde principes te illustreren. Om de assemblage van modellen uit te leggen, gebruikte hij de techniek van isometrische projectie: het in kaart brengen van de driedimensionale ruimte op een vlak, een soort parallelle projectie. Hoewel het algemene concept van isometrie al eerder bestond, was het Farish die algemeen bekend staat als de eerste persoon die de regels voor isometrisch tekenen vaststelde. In 120 schreef hij in het artikel ‘On Isometric Perspective’ over ‘de behoefte aan nauwkeurige technische tekeningen, vrij van optische vervormingen’. Dit bracht hem ertoe de principes van isometrie te formuleren. Isometrisch betekent ‘gelijke maten’ omdat dezelfde schaal wordt gebruikt voor hoogte, breedte en diepte. De essentie van isometrische projectie is om de hoeken (XNUMX°) tussen elk paar assen gelijk te maken, zodat de perspectiefcontractie van elke as hetzelfde is. Sinds het midden van de negentiende eeuw is isometrie een gebruikelijk hulpmiddel geworden voor ingenieurs (6), en kort daarna werden axonometrie en isometrie opgenomen in architecturale onderzoeksprogramma's in Europa en de Verenigde Staten.

6. Technische tekening in isometrisch aanzicht

80-ies – De nieuwste innovatie die technische tekeningen tot hun huidige vorm heeft gebracht, was de uitvinding om ze op verschillende manieren te kopiëren, van fotokopiëren tot fotokopiëren. Het eerste populaire voortplantingsproces, geïntroduceerd in de jaren 80, was het cyanotype (7). Hierdoor konden technische tekeningen worden gedistribueerd tot op individueel werkplekniveau. Werknemers werden getraind om de blauwdruk te lezen en moesten zich strikt aan de afmetingen en toleranties houden. Dit had op zijn beurt een enorme impact op de ontwikkeling van de massaproductie, omdat het de eisen aan het niveau van professionaliteit en ervaring van de productmaker verminderde.

7. Kopie van technische tekening

1914 – Aan het begin van de 1914e eeuw werden kleuren veel gebruikt in technische tekeningen. Tegen het jaar 100 was deze praktijk echter door bijna XNUMX% verlaten in de geïndustrialiseerde landen. Kleuren in technische tekeningen hadden verschillende functies: ze werden gebruikt om bouwmaterialen weer te geven, ze werden gebruikt om stromingen en bewegingen in een systeem te onderscheiden, en gewoon om afbeeldingen van apparaten mee te versieren.

1963 – Ivan Sutherland ontwikkelt in zijn proefschrift aan het MIT Sketchpad voor ontwerp (8). Het was het eerste CAD-programma (Compute Aided Design) met een grafische interface - als je dat zo mag noemen, want het maakte alleen maar x-y-diagrammen. De organisatorische innovaties van Sketchpad waren een pionier in het gebruik van objectgeoriënteerd programmeren in moderne CAD- en CAE-systemen (Computer Aided Engineering).

8. Ivan Sutherland presenteert Schetsblok

Jaren 60 – Ingenieurs van grote bedrijven als Boeing, Ford, Citroën en GM ontwikkelen nieuwe CAD-programma's. Computerondersteunde ontwerpmethoden en ontwerpvisualisatie worden een manier om automobiel- en luchtvaartprojecten te vereenvoudigen, en de snelle ontwikkeling van nieuwe productietechnologieën, voornamelijk werktuigmachines met numerieke besturing, is niet zonder belang. Vanwege het aanzienlijke gebrek aan rekenkracht in vergelijking met de machines van vandaag, vereiste het vroege CAD-ontwerp veel financiële en technische kracht.

9. Porter Pierre Bezier met zijn wiskundige formules

1968 – De uitvinding van XNUMXD CAD/CAM-methoden (Computer Aided Manufacturing) wordt toegeschreven aan de Franse ingenieur Pierre Bézier.9). Om het ontwerp van onderdelen en gereedschappen voor de auto-industrie te vergemakkelijken, ontwikkelde hij het UNISURF-systeem, dat later de werkbasis werd voor volgende generaties CAD-software.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) verschijnt. Het was een CAD-tool ontwikkeld door Dr. Patrick J. Hanratty, wiens Manufacturing and Consulting Services (MCS)-bedrijf software levert aan grote bedrijven als McDonnell Douglas en Computervision.

Jaren 80 – Vooruitgang in de ontwikkeling van computerhulpmiddelen voor solide modellering. In 1982 richtte John Walker Autodesk op, waarvan het belangrijkste product het wereldberoemde en populaire 2D AutoCAD-programma is.

1987 – Pro/ENGINEER wordt uitgebracht, waarmee het toegenomen gebruik van functionele modelleringstechnieken en functieparameterbinding wordt aangekondigd. De fabrikant van deze volgende mijlpaal in design was het Amerikaanse bedrijf PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER is gemaakt voor Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris en Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC-processors, maar na verloop van tijd heeft de fabrikant het aantal ondersteunde platforms geleidelijk beperkt. Sinds 2011 zijn de enige ondersteunde platforms systemen uit de MS Windows-familie.

10. Robots ontwerpen in een modern CAD-programma

1994 – Autodesk AutoCAD R13 verschijnt op de markt, i.е. de eerste versie van het programma van een bekend bedrijf dat werkt aan driedimensionale modellen (10). Dit was niet het eerste programma dat was ontworpen voor 3D-modellering. Dit type functionaliteit werd begin jaren zestig ontwikkeld en in 60 bracht MAGI SynthaVision uit, het eerste commercieel verkrijgbare solid-modelleringsprogramma. In 1969 verscheen NURBS, een wiskundige weergave van 1989D-modellen, voor het eerst op Silicon Graphics-werkstations. In 3 ontwikkelde CAS Berlin een interactief NURBS-simulatieprogramma voor pc genaamd NöRBS.

2012 – Autodesk 360, cloudgebaseerde ontwerp- en modelleringssoftware, komt op de markt.