Disegno tecnico e ingegneristico e visualizzazione del progetto - storia

Come si è sviluppato il disegno tecnico e ingegneristico nel corso della storia? Sezione trasversale dal 2100 a.C ai giorni nostri.

2100 giri - La prima immagine conservata dell'oggetto in una proiezione rettangolare, tenendo conto della scala appropriata. Il disegno è raffigurato sulla statua di Gudea (1ascolta)) ingegnere e sovrano

Città-stato sumera di Lagash, situata nel territorio dell'Iraq moderno.

XVI secolo a.C – Marco Vitruvio Pollione è considerato il padre del disegno di progetto, cioè Vitruvio, architetto romano, costruttore

veicoli militari durante i regni di Giulio Cesare e Ottaviano Augusto. Ha creato il cosiddetto Uomo Vitruviano - l'immagine di un uomo nudo inscritto in un cerchio e un quadrato (2), che simboleggia il movimento (più tardi Leonardo da Vinci distribuì la propria versione di questo disegno). Divenne famoso come autore del trattato Sull'architettura dei dieci libri, scritto tra il 20 e il 10 a.C. e ritrovato solo nel 1415 nella biblioteca del monastero di S. Gallo in Svizzera. Vitruvio descrive in dettaglio sia gli ordini classici greci che le loro variazioni romane. Le descrizioni sono state integrate da illustrazioni appropriate - i disegni originali, tuttavia, non sono stati conservati. In epoca moderna, molti autori famosi hanno realizzato illustrazioni per quest'opera, cercando di ricreare i disegni perduti.

3. Uno dei disegni di Guido da Vigevano

Medioevo – Quando si progettano edifici e giardini, vengono utilizzati principi geometrici - ad quadratum e ad triangulum, cioè disegno in termini di quadrato o triangolo. I costruttori della cattedrale nel processo di lavoro creano schizzi e disegni, ma senza regole rigide e standardizzazione. Libro di disegni di macchine d'assedio del chirurgo di corte e inventore Guido da Vigevano, 13353) dimostra l'importanza di questi primi disegni come strumenti per attrarre sponsor e clienti che desiderano finanziare investimenti nell'edilizia.

1230-1235 – Ha creato un album di Villard de Honnecourt (4). Si tratta di un manoscritto contenente 33 fogli di pergamena uniti insieme, larghi 15–16 cm e alti 23–24 cm, ricoperti su entrambi i lati da disegni e segni fatti a penna e precedentemente disegnati con un bastoncino di piombo. Disegni su edifici, elementi architettonici, sculture, persone, animali e dispositivi sono accompagnati da descrizioni.

1335 – Guido da Vigevano sta lavorando al Texaurus Regis Francie, opera a difesa della crociata indetta da Filippo VI. L'opera contiene numerosi disegni di macchine e veicoli da guerra, inclusi carri corazzati, carri a vento e altri ingegnosi dispositivi d'assedio. Sebbene la crociata di Filippo non abbia mai avuto luogo a causa della guerra con l'Inghilterra, l'album militare di da Vigevano precede e anticipa molti degli edifici militari di Leonardo da Vinci e di altri inventori cinquecenteschi.

4. Pagina dall'album di Villard de Honnecourt.

1400-1600 - I primi disegni tecnici sono in un certo senso più vicini alle idee moderne, il Rinascimento ha portato molti miglioramenti e cambiamenti non solo nelle tecniche costruttive, ma anche nella progettazione e presentazione dei progetti.

XV secolo – La riscoperta della prospettiva da parte dell'artista Paolo Uccello fu utilizzata nel disegno tecnico del Rinascimento. Filippo Brunelleschi iniziò a utilizzare la prospettiva lineare nei suoi dipinti, che per la prima volta diede a lui e ai suoi seguaci l'opportunità di rappresentare realisticamente strutture architettoniche e dispositivi meccanici. Inoltre, i disegni del primo Ottocento di Mariano di Jacopo, detto il Taccola, mostrano l'uso della prospettiva per raffigurare con precisione invenzioni e macchine. Taccola utilizzava esplicitamente le regole del disegno non come mezzo per documentare le strutture esistenti, ma come metodo di progettazione utilizzando la visualizzazione su carta. I suoi metodi differivano dai precedenti esempi di disegno tecnico di Villard de Honnecourt, Abbé von Landsberg e Guido da Vigevano nell'uso della prospettiva, del volume e dell'ombreggiatura. I metodi iniziati da Taccola sono stati utilizzati e sviluppati da autori successivi. 

Inizio del XX secolo – Le prime tracce delle caratteristiche dei disegni tecnici moderni, come le viste in pianta, i disegni di assemblaggio e i disegni dettagliati in sezione, provengono dai quaderni di schizzi di Leonardo da Vinci realizzati all'inizio del XIX secolo. Leonardo trasse ispirazione dal lavoro di autori precedenti, in particolare Francesco di Giorgio Martini, architetto e progettista di macchine. Tipi di oggetti in proiezione sono presenti anche nelle opere del maestro tedesco della pittura dei tempi di Leonhard Albrecht Dürer. Molte delle tecniche utilizzate da da Vinci erano innovative in termini di principi di design moderno e disegno tecnico. Ad esempio, è stato uno dei primi a suggerire di realizzare modelli di oggetti in legno come parte del design. 

1543 – Inizio della formazione formale nelle tecniche di disegno. Viene fondata l'Accademia Veneziana delle Arti del Disegno. a pittori, scultori e architetti veniva insegnato ad applicare tecniche di progettazione standard ea riprodurre modelli in un'immagine. L'accademia è stata anche di grande importanza nella lotta contro i sistemi chiusi di formazione nelle botteghe artigiane, che di solito si opponevano all'uso di norme e standard comuni nel disegno di progetto.

XVII secolo – I disegni tecnici del Rinascimento erano principalmente influenzati da principi e convenzioni artistiche, non tecniche. Questa situazione cominciò a cambiare nei secoli successivi. Gerard Desargues ha attinto al lavoro del precedente ricercatore Samuel Maralois per sviluppare un sistema di geometria proiettiva che è stato utilizzato per rappresentare matematicamente oggetti in tre dimensioni. Da lui prende il nome uno dei primi teoremi della geometria proiettiva, il teorema di Desargues. In termini di geometria euclidea, disse che se due triangoli giacciono su un piano in modo tale che le tre rette definite dalle corrispondenti coppie dei loro vertici coincidano, allora i tre punti di intersezione delle corrispondenti coppie di lati (o le loro estensioni ) rimangono collineari.

1799 - Il libro "Geometria descrittiva" del matematico francese del XVIII secolo Gaspard Monge (5), preparato sulla base delle sue precedenti lezioni. Considerata la prima esposizione della geometria descrittiva e la formalizzazione dell'esposizione nel disegno tecnico, questa pubblicazione risale alla nascita del disegno tecnico moderno. Monge ha sviluppato un approccio geometrico per determinare la vera forma dei piani di intersezione delle forme generate. Mentre questo approccio produce immagini che sono superficialmente identiche alle viste che Vitruvio ha promosso fin dai tempi antichi, la sua tecnica consente ai designer di creare viste proporzionali da qualsiasi angolazione o direzione, data una serie di viste di base. Ma Monge era più di un semplice matematico praticante. Ha partecipato alla creazione dell'intero sistema di formazione tecnica e progettuale, che era in gran parte basato sui suoi principi. Lo sviluppo della professione di disegno in quel momento fu facilitato non solo dal lavoro di Monge, ma anche dalla rivoluzione industriale in generale, dalla necessità della produzione di pezzi di ricambio e dall'introduzione di processi di progettazione nella produzione. Anche l'economia era importante: una serie di disegni di progettazione nella maggior parte dei casi rendeva superfluo costruire un layout di un oggetto di lavoro. 

1822 Uno dei metodi popolari di rappresentazione tecnica, il disegno assonometrico, fu formalizzato dal pastore William Farish di Cambridge all'inizio del 1822 nel suo lavoro sulle scienze applicate. Ha descritto una tecnica per mostrare oggetti nello spazio tridimensionale, una sorta di proiezione parallela che mappa lo spazio su un piano utilizzando un sistema di coordinate rettangolare. Una caratteristica che distingue l'assonometria da altri tipi di proiezione parallela è il desiderio di mantenere le dimensioni reali degli oggetti proiettati in almeno una direzione selezionata. Alcuni tipi di assonometria consentono inoltre di mantenere le dimensioni degli angoli parallele al piano selezionato. Farish usava spesso modelli per illustrare determinati principi nelle sue lezioni. Per spiegare l'assemblaggio dei modelli, ha utilizzato la tecnica della proiezione isometrica - mappatura dello spazio tridimensionale su un piano, che è uno dei tipi di proiezione parallela. Sebbene il concetto generale di isometria esistesse prima, Farish è ampiamente accreditato come la prima persona a stabilire le regole del disegno isometrico. Nel 120, nell'articolo "On Isometric Perspective", scrisse della "necessità di disegni tecnici accurati, privi di distorsioni ottiche". Questo lo ha portato a formulare i principi dell'isometria. Isometrica significa "misure uguali" perché la stessa scala viene utilizzata per altezza, larghezza e profondità. L'essenza di una proiezione isometrica è equalizzare gli angoli (XNUMX°) tra ciascuna coppia di assi, in modo che la riduzione prospettica di ciascun asse sia la stessa. Dalla metà del XIX secolo, l'isometria è diventata uno strumento comune per gli ingegneri (6), e poco dopo l'assonometria e l'isometria furono incorporate nei programmi di ricerca architettonica in Europa e negli Stati Uniti.

6. Disegno tecnico in vista isometrica

80-zioni – L'ultima innovazione che ha portato i disegni tecnici alla loro forma attuale è stata l'invenzione di copiarli in vari modi, dalla fotocopiatura alla fotocopiatura. Il primo processo riproduttivo popolare, introdotto negli anni '80, è stato il cianotipo (7). Ciò ha consentito la distribuzione dei disegni tecnici fino al livello delle singole postazioni di lavoro. I lavoratori sono stati addestrati a leggere il progetto e hanno dovuto attenersi rigorosamente a dimensioni e tolleranze. Ciò, a sua volta, ha avuto un enorme impatto sullo sviluppo della produzione di massa, poiché ha ridotto i requisiti per il livello di professionalità ed esperienza dell'esecutore del prodotto.

7. Copia del disegno tecnico

1914 – All'inizio del XIX secolo, i colori erano ampiamente utilizzati nei disegni tecnici. Tuttavia, nell'anno 1914, questa pratica era stata abbandonata quasi al 100% nei paesi industrializzati. I colori nei disegni tecnici avevano funzioni diverse: erano usati per rappresentare materiali da costruzione, erano usati per distinguere tra flussi e movimenti in un sistema e semplicemente per decorare con essi immagini di dispositivi. 

1963 – Ivan Sutherland, nella sua tesi di dottorato al MIT, sta sviluppando Sketchpad per il design (8). È stato il primo programma CAD (Compute Aided Design) dotato di un'interfaccia grafica, se così si può chiamare, perché non faceva altro che creare diagrammi xy. Le innovazioni organizzative applicate in Sketchpad hanno segnato l'inizio dell'uso della programmazione orientata agli oggetti nei moderni sistemi CAD e CAE (Computer Aided Engineering). 

8. Ivan Sutherland presenta Sketchpad

Gli anni '60. – Ingegneri di grandi aziende come Boeing, Ford, Citroën e GM stanno sviluppando nuovi programmi CAD. I metodi di progettazione assistita da computer e la visualizzazione del progetto stanno diventando un modo per semplificare i progetti automobilistici e aeronautici e il rapido sviluppo di nuove tecnologie di produzione, principalmente macchine utensili a controllo numerico, non è privo di importanza. A causa della significativa mancanza di potenza di calcolo rispetto alle macchine odierne, la progettazione CAD iniziale richiedeva molta potenza finanziaria e ingegneristica.

9. Porter Pierre Bezier con le sue formule matematiche

1968 – L'invenzione dei metodi XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) è attribuita all'ingegnere francese Pierre Bézier.9). Per facilitare la progettazione di parti e strumenti per l'industria automobilistica, ha sviluppato il sistema UNISURF, che in seguito è diventato la base di lavoro per le successive generazioni di software CAD.

1971 – Viene visualizzato ADAM, disegno e lavorazione automatizzati (ADAM). Era uno strumento CAD sviluppato dal Dr. Patrick J. Hanratty, la cui società di servizi di produzione e consulenza (MCS) fornisce software a grandi aziende come McDonnell Douglas e Computervision.

Gli anni '80. – Progressi nello sviluppo di strumenti informatici per la modellazione solida. Nel 1982, John Walker ha fondato Autodesk, il cui prodotto principale è il famoso e popolare programma AutoCAD 2D.

1987 – Viene rilasciato Pro/ENGINEER, che annuncia il maggiore utilizzo di tecniche di modellazione funzionale e associazione di parametri di funzione. Il produttore di questa prossima pietra miliare nel design è stata la società americana PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER è stato creato per i processori Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris e Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, ma nel tempo il produttore ha gradualmente limitato il numero di piattaforme supportate. Dal 2011, le uniche piattaforme supportate sono i sistemi della famiglia MS Windows.

10. Progettazione di robot in un moderno programma CAD

1994 – Appare sul mercato Autodesk AutoCAD R13, i.е. la prima versione del programma di una nota azienda che lavora su modelli tridimensionali (10). Non è stato il primo programma progettato per la modellazione 3D. Funzioni di questo tipo furono sviluppate all'inizio degli anni '60 e nel 1969 MAGI pubblicò SynthaVision, il primo programma di modellazione solida disponibile in commercio. Nel 1989, NURBS, una rappresentazione matematica di modelli 3D, è apparsa per la prima volta sulle workstation Silicon Graphics. Nel 1993, CAS Berlin ha sviluppato un programma di simulazione NURBS interattivo per PC chiamato NöRBS.

2012 – Arriva sul mercato Autodesk 360, un software di progettazione e modellazione basato su cloud.