Desenho técnico e de engenharia e visualização de projetos - história

Como o desenho técnico e de engenharia se desenvolveu ao longo da história? Seção transversal de 2100 aC até os dias atuais.

2100 reais - A primeira imagem preservada do objeto em uma projeção retangular, levando em consideração a escala apropriada. O desenho é retratado na estátua de Gudea (1ouça)) engenheiro e governante

Cidade-estado suméria de Lagash, localizada no território do Iraque moderno.

século XNUMX aC – Marcus Vitruvius Pollio é considerado o pai do desenho de design, ou seja, Vitrúvio, arquiteto romano, construtor

veículos militares durante os reinados de Júlio César e Otaviano Augusto. Ele criou o chamado Homem Vitruviano - uma imagem de um homem nu inscrito em um círculo e um quadrado (2), simbolizando o movimento (mais tarde Leonardo da Vinci distribuiu sua própria versão deste desenho). Ele ficou famoso como o autor do tratado Sobre a Arquitetura dos Dez Livros, que foi escrito entre 20 e 10 aC e não foi encontrado até 1415 na biblioteca do mosteiro de St. Gallen na Suíça. Vitrúvio descreve em detalhes tanto as ordens clássicas gregas quanto suas variações romanas. As descrições foram complementadas por ilustrações apropriadas - os desenhos originais, no entanto, não foram preservados. No período moderno, muitos autores famosos fizeram ilustrações para esta obra, tentando recriar os desenhos perdidos.

3. Um dos desenhos de Guido da Vigevano

Meia idade – Ao projetar edifícios e jardins, são usados princípios geométricos - ad quadratum e ad triangulum, ou seja, desenho em termos de um quadrado ou triângulo. Os construtores da catedral no processo de trabalho criam esboços e desenhos, mas sem regras e padronização rígidas. Livro de desenhos de máquinas de cerco do cirurgião da corte e inventor Guido da Vigevano, 13353) demonstra a importância desses primeiros sorteios como ferramentas para atrair patrocinadores e clientes que desejam financiar investimentos em construção.

1230-1235 – Criou um álbum de Villard de Honnecourt (4). Trata-se de um manuscrito contendo 33 folhas de pergaminho unidas, com 15–16 cm de largura e 23–24 cm de altura, cobertas em ambos os lados com desenhos e marcas feitas com caneta e previamente desenhadas com bastão de chumbo. Desenhos sobre edifícios, elementos arquitetônicos, esculturas, pessoas, animais e dispositivos são acompanhados de descrições.

1335 – Guido da Vigevano está trabalhando no Texaurus Regis Francie, peça em defesa da cruzada proclamada por Filipe VI. A obra contém numerosos desenhos de máquinas e veículos de guerra, incluindo carros blindados, carroças de vento e outros engenhosos dispositivos de cerco. Embora a cruzada de Filipe nunca tenha ocorrido devido à guerra com a Inglaterra, o álbum militar de da Vigevano antecede e antecipa muitos dos edifícios militares de Leonardo da Vinci e outros inventores do século XVI.

4. Página do álbum Villara de Onnekura.

1400-1600 - Os primeiros desenhos técnicos estão de certa forma mais próximos das ideias modernas, o Renascimento trouxe muitas melhorias e mudanças não só nas técnicas de construção, mas também na concepção e apresentação dos projetos.

Século XV – A redescoberta da perspectiva pelo artista Paolo Uccello foi utilizada no desenho técnico do Renascimento. Filippo Brunelleschi começou a usar a perspectiva linear em suas pinturas, o que pela primeira vez deu a ele e a seus seguidores a oportunidade de representar realisticamente estruturas arquitetônicas e dispositivos mecânicos. Além disso, desenhos do início do século XNUMX de Mariano di Jacopo, chamado Taccola, mostram o uso da perspectiva para retratar invenções e máquinas com precisão. Taccola usou explicitamente as regras de desenho não como um meio de documentar estruturas existentes, mas como um método de design usando a visualização no papel. Seus métodos diferiam dos exemplos anteriores de desenho técnico de Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg e Guido da Vigevano no uso de perspectiva, volume e sombreamento. Os métodos iniciados por Taccola foram usados e desenvolvidos por autores posteriores.

Início do século XNUMX – Os primeiros vestígios das características dos desenhos técnicos modernos, como vistas em planta, desenhos de montagem e desenhos seccionais detalhados, vêm dos cadernos de esboços de Leonardo da Vinci feitos no início do século XNUMX. Leonardo inspirou-se no trabalho de autores anteriores, em particular Francesco di Giorgio Martini, arquiteto e projetista de máquinas. Tipos de objetos em projeções também estão presentes nas obras do mestre da pintura alemã da época de Leonhard Albrecht Dürer. Muitas das técnicas usadas por da Vinci foram inovadoras em termos de princípios de design moderno e desenho técnico. Por exemplo, ele foi um dos primeiros a sugerir a confecção de modelos de objetos em madeira como parte do projeto.

1543 – Início do treinamento formal em técnicas de desenho. A Academia Veneziana de Artes del Disegno é fundada. pintores, escultores e arquitetos foram ensinados a aplicar técnicas de design padrão e a reproduzir padrões em uma imagem. A academia também teve grande importância na luta contra os sistemas fechados de treinamento em oficinas artesanais, que geralmente se opunham ao uso de normas e padrões comuns no desenho de projeto.

Século XVII – Os desenhos técnicos do Renascimento foram influenciados principalmente por princípios e convenções artísticas, não técnicas. Esta situação começou a mudar nos séculos seguintes. Gerard Desargues baseou-se no trabalho do pesquisador anterior Samuel Maralois para desenvolver um sistema de geometria projetiva que foi usado para representar matematicamente objetos em três dimensões. Um dos primeiros teoremas da geometria projetiva, o teorema de Desargues, leva seu nome. Em termos de geometria euclidiana, ele disse que se dois triângulos estão sobre um plano de tal maneira que as três linhas definidas pelos pares correspondentes de seus vértices coincidem, então os três pontos de interseção dos pares correspondentes de lados (ou suas extensões ) permanecem colineares.

1799 - O livro "Geometria Descritiva" do matemático francês do século XVIII Gaspard Monge (5), preparado com base em suas palestras anteriores. Considerada a primeira exposição de geometria descritiva e a formalização da exibição em desenho técnico, esta publicação remonta ao nascimento do desenho técnico moderno. Monge desenvolveu uma abordagem geométrica para determinar a verdadeira forma dos planos de interseção das formas geradas. Embora essa abordagem produza imagens que são superficialmente idênticas às vistas que Vitruvius promoveu desde os tempos antigos, sua técnica permite que os designers criem vistas proporcionais de qualquer ângulo ou direção, dado um conjunto básico de vistas. Mas Monge era mais do que apenas um matemático praticante. Participou da criação de todo o sistema de ensino técnico e de design, que se baseou em grande parte em seus princípios. O desenvolvimento da profissão de desenho naquela época foi facilitado não apenas pelo trabalho de Monge, mas também pela revolução industrial em geral, pela necessidade de fabricação de peças de reposição e pela introdução de processos de design na produção. A economia também foi importante - um conjunto de desenhos de projeto na maioria dos casos tornou desnecessário construir um layout de um objeto de trabalho.

1822 Um dos métodos populares de representação técnica, o desenho axonométrico, foi formalizado pelo pastor William Farish de Cambridge no início do século 1822 em seu trabalho sobre ciências aplicadas. Ele descreveu uma técnica para mostrar objetos no espaço tridimensional, um tipo de projeção paralela que mapeia o espaço em um plano usando um sistema de coordenadas retangulares. Uma característica que distingue a axonometria de outros tipos de projeção paralela é o desejo de manter as dimensões reais dos objetos projetados em pelo menos uma direção selecionada. Alguns tipos de axonometria também permitem manter as dimensões dos cantos paralelas ao plano selecionado. Farish costumava usar modelos para ilustrar certos princípios em suas palestras. Para explicar a montagem dos modelos, ele utilizou a técnica de projeção isométrica - mapeamento do espaço tridimensional em um plano, que é um dos tipos de projeção paralela. Embora o conceito geral de isometria existisse antes, foi Farish quem é amplamente creditado como a primeira pessoa a estabelecer as regras do desenho isométrico. Em 120, no artigo “On Isometric Perspective”, ele escreveu sobre “a necessidade de desenhos técnicos precisos, livres de distorções ópticas”. Isso o levou a formular os princípios da isometria. Isométrico significa "medidas iguais" porque a mesma escala é usada para altura, largura e profundidade. A essência de uma projeção isométrica é equalizar os ângulos (XNUMX°) entre cada par de eixos, de modo que a redução de perspectiva de cada eixo seja a mesma. Desde meados do século XIX, a isometria tornou-se uma ferramenta comum para engenheiros.6), e logo em seguida a axonometria e a isometria foram incorporadas aos programas de pesquisa arquitetônica na Europa e nos Estados Unidos.

6. Desenho técnico em vista isométrica

80-s – A última inovação que trouxe os desenhos técnicos à sua forma atual foi a invenção de copiá-los de várias maneiras, da fotocópia à fotocópia. O primeiro processo reprodutivo popular, introduzido na década de 80, foi o cianótipo (7). Isso permitiu a distribuição de desenhos técnicos até o nível de estações de trabalho individuais. Os trabalhadores foram treinados para ler a planta e tiveram que cumprir rigorosamente as dimensões e tolerâncias. Isso, por sua vez, teve um enorme impacto no desenvolvimento da produção em massa, pois reduziu os requisitos para o nível de profissionalismo e experiência do executor do produto.

7. Cópia do desenho técnico

1914 – No início do século XIX, as cores eram amplamente utilizadas em desenhos técnicos. No entanto, no ano 1914, essa prática foi abandonada em quase 100% nos países industrializados. As cores nos desenhos técnicos tinham diferentes funções – eram usadas para representar materiais de construção, eram usadas para distinguir entre fluxos e movimentos em um sistema e simplesmente para decorar imagens de dispositivos com elas.

1963 – Ivan Sutherland, em sua tese de doutorado no MIT, está desenvolvendo o Sketchpad for design (8). Foi o primeiro programa CAD (Compute Aided Design) equipado com uma interface gráfica - se você pode chamá-lo assim, porque tudo o que fazia era criar diagramas xy. As inovações organizacionais aplicadas no Sketchpad marcaram o início do uso da programação orientada a objetos em sistemas modernos de CAD e CAE (Computer Aided Engineering).

8. Ivan Sutherland apresenta o Sketchpad

Anos 60. – Engenheiros de grandes empresas como Boeing, Ford, Citroën e GM estão desenvolvendo novos programas CAD. Métodos de projeto auxiliados por computador e visualização de projeto estão se tornando uma forma de simplificar projetos automotivos e de aviação, e o rápido desenvolvimento de novas tecnologias de fabricação, principalmente máquinas-ferramentas com controle numérico, não é sem importância. Devido à significativa falta de poder de computação em comparação com as máquinas de hoje, o projeto CAD inicial exigia muito poder financeiro e de engenharia.

9. Porter Pierre Bezier com suas fórmulas matemáticas

1968 – A invenção dos métodos XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) é creditada ao engenheiro francês Pierre Bézier.9). Para facilitar o projeto de peças e ferramentas para a indústria automotiva, ele desenvolveu o sistema UNISURF, que mais tarde se tornou a base de trabalho para as gerações subsequentes de software CAD.

1971 – ADAM, Automated Drafting and Machining (ADAM) aparece. Foi uma ferramenta CAD desenvolvida pelo Dr. Patrick J. Hanratty, cuja empresa de serviços de manufatura e consultoria (MCS) fornece software para grandes empresas como McDonnell Douglas e Computervision.

Anos 80. – Avanço no desenvolvimento de ferramentas computacionais para modelagem de sólidos. Em 1982, John Walker fundou a Autodesk, cujo principal produto é o mundialmente famoso e popular programa 2D AutoCAD.

1987 – Pro/ENGINEER é lançado, anunciando o aumento do uso de técnicas de modelagem funcional e ligação de parâmetros de função. O fabricante deste próximo marco no design foi a empresa americana PTC (Parametric Technology Corporation). O Pro/ENGINEER foi criado para processadores Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris e Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, mas com o tempo o fabricante limitou gradualmente o número de plataformas suportadas. Desde 2011, as únicas plataformas suportadas são sistemas da família MS Windows.

10. Projetando robôs em um programa CAD moderno

1994 – Autodesk AutoCAD R13 aparece no mercado, ou seja. a primeira versão do programa de uma empresa conhecida trabalhando em modelos tridimensionais (10). Não foi o primeiro programa projetado para modelagem 3D. Funções desse tipo foram desenvolvidas no início dos anos 60 e, em 1969, a MAGI lançou o SynthaVision, o primeiro programa de modelagem de sólidos disponível comercialmente. Em 1989, NURBS, uma representação matemática de modelos 3D, apareceu pela primeira vez em estações de trabalho Silicon Graphics. Em 1993, a CAS Berlin desenvolveu um programa interativo de simulação NURBS para PC chamado NöRBS.

2012 – Autodesk 360, um software de design e modelagem baseado em nuvem, entra no mercado.