Dessin technique et d'ingénierie et visualisation de projet - histoire

Comment le dessin technique et d'ingénierie s'est-il développé au cours de l'histoire ? Coupe transversale de 2100 avant JC À nos jours.

2100 tr/min - La première image conservée de l'objet dans une projection rectangulaire, en tenant compte de l'échelle appropriée. Le dessin est représenté sur la statue de Gudea (1écoutez)) ingénieur et dirigeant

La cité-état sumérienne de Lagash, située sur le territoire de l'Irak moderne.

XNUMXème siècle avant JC – Marcus Vitruvius Pollio est considéré comme le père du design drawing, c'est-à-dire Vitruve, architecte romain, constructeur

véhicules militaires sous les règnes de Jules César et d'Octave Auguste. Il a créé le soi-disant Homme de Vitruve - une image d'un homme nu inscrit dans un cercle et un carré (2), symbolisant le mouvement (plus tard Léonard de Vinci a distribué sa propre version de ce dessin). Il est devenu célèbre en tant qu'auteur du traité Sur l'architecture des dix livres, qui a été écrit entre 20 et 10 avant JC et n'a été trouvé qu'en 1415 dans la bibliothèque du monastère de Saint-Pierre. Gall en Suisse. Vitruve décrit en détail à la fois les ordres classiques grecs et leurs variantes romaines. Les descriptions ont été complétées par des illustrations appropriées - les dessins originaux n'ont cependant pas été conservés. À l'époque moderne, de nombreux auteurs célèbres ont réalisé des illustrations pour ce travail, essayant de recréer les dessins perdus.

3. Un des dessins de Guido da Vigevano

Moyen Âge – Lors de la conception de bâtiments et de jardins, des principes géométriques sont utilisés - ad quadratum et ad triangle, c'est-à-dire dessin en termes de carré ou de triangle. Les constructeurs de la cathédrale en cours de travaux créent des croquis et des dessins, mais sans règles strictes ni standardisation. Livre de dessins d'engins de siège par le chirurgien de la cour et inventeur Guido da Vigevano, 13353) démontre l'importance de ces premiers tirages comme outils pour attirer des sponsors et des clients désireux de financer des investissements de construction.

1230-1235 – Création d'un album de Villard de Honnecourt (4). Il s'agit d'un manuscrit contenant 33 feuilles de parchemin reliées entre elles, de 15 à 16 cm de largeur et de 23 à 24 cm de hauteur, couvertes sur les deux faces de dessins et de marques faites à la plume et préalablement dessinées à la baguette de plomb. Les dessins sur les bâtiments, les éléments architecturaux, les sculptures, les personnes, les animaux et les appareils sont accompagnés de descriptions.

1335 – Guido da Vigevano travaille sur le Texaurus Regis Francie, une pièce défendant la croisade proclamée par Philippe VI. L'ouvrage contient de nombreux dessins de machines et de véhicules de guerre, notamment des chars blindés, des charrettes à vent et d'autres engins de siège ingénieux. Bien que la croisade de Philippe n'ait jamais eu lieu en raison de la guerre avec l'Angleterre, l'album militaire de da Vigevano est antérieur et anticipe de nombreux bâtiments militaires de Léonard de Vinci et d'autres inventeurs du XVIe siècle.

4. Page de l'album Villara de Onnekura.

1400-1600 - Les premiers dessins techniques sont en un sens plus proches des idées modernes, la Renaissance a apporté de nombreuses améliorations et changements non seulement dans les techniques de construction, mais aussi dans la conception et la présentation des projets.

XV siècle – La redécouverte de la perspective par l'artiste Paolo Uccello a été utilisée dans le dessin technique de la Renaissance. Filippo Brunelleschi a commencé à utiliser la perspective linéaire dans ses peintures, ce qui lui a donné pour la première fois, ainsi qu'à ses disciples, la possibilité de représenter de manière réaliste des structures architecturales et des dispositifs mécaniques. De plus, des dessins du début du XIXe siècle de Mariano di Jacopo, nommé Taccola, montrent l'utilisation de la perspective pour représenter avec précision les inventions et les machines. Taccola a explicitement utilisé les règles de dessin non pas comme un moyen de documenter les structures existantes, mais comme une méthode de conception utilisant la visualisation sur papier. Ses méthodes différaient des exemples antérieurs de dessin technique de Villard de Honnecourt, l'abbé von Landsberg et Guido da Vigevano dans leur utilisation de la perspective, du volume et de l'ombrage. Les méthodes initiées par Taccola ont été utilisées et développées par des auteurs ultérieurs.

Début du XNUMXème siècle - Les premières traces des caractéristiques des dessins techniques modernes, telles que les vues en plan, les dessins d'assemblage et les dessins en coupe détaillés, proviennent des carnets de croquis de Léonard de Vinci réalisés au tout début du XVIe siècle. Leonardo s'est inspiré du travail d'auteurs antérieurs, en particulier de Francesco di Giorgio Martini, architecte et concepteur de machines. Des types d'objets en projections sont également présents dans les œuvres du maître de la peinture allemand de l'époque de Leonhard Albrecht Dürer. De nombreuses techniques utilisées par da Vinci étaient innovantes en termes de principes de conception modernes et de dessin technique. Par exemple, il a été l'un des premiers à suggérer de faire des modèles en bois d'objets dans le cadre de la conception.

1543 – Début d'une formation formelle aux techniques de dessin. L'Académie vénitienne des Arts del Disegno est fondée. peintres, sculpteurs et architectes ont appris à appliquer des techniques de conception standard et à reproduire des motifs dans une image. L'académie était également d'une grande importance dans la lutte contre les systèmes fermés de formation dans les ateliers d'artisanat, qui s'opposaient généralement à l'utilisation de normes et de standards communs dans le dessin de conception.

XVIIème siècle – Les dessins techniques de la Renaissance étaient principalement influencés par des principes et des conventions artistiques, et non techniques. Cette situation a commencé à changer au cours des siècles suivants. Gérard Desargues s'est inspiré des travaux du chercheur précédent Samuel Maralois pour développer un système de géométrie projective utilisé pour représenter mathématiquement des objets en trois dimensions. L'un des premiers théorèmes de la géométrie projective, le théorème de Desargues, porte son nom. En termes de géométrie euclidienne, il a dit que si deux triangles reposent sur un plan de telle manière que les trois lignes définies par les paires correspondantes de leurs sommets coïncident, alors les trois points d'intersection des paires de côtés correspondantes (ou leurs extensions ) restent colinéaires.

1799 - Le livre "Géométrie descriptive" du mathématicien français du XVIIIe siècle Gaspard Monge (5), préparé sur la base de ses conférences précédentes. Considérée comme la première exposition de géométrie descriptive et de formalisation de l'affichage en dessin technique, cette publication remonte à la naissance du dessin technique moderne. Monge a développé une approche géométrique pour déterminer la vraie forme des plans d'intersection des formes générées. Bien que cette approche produise des images qui sont superficiellement identiques aux vues que Vitruve a promues depuis l'Antiquité, sa technique permet aux concepteurs de créer des vues proportionnelles sous n'importe quel angle ou direction, étant donné un ensemble de vues de base. Mais Monge était plus qu'un mathématicien en exercice. Il a participé à la création de l'ensemble du système d'enseignement technique et de design, qui était largement basé sur ses principes. Le développement du métier de dessinateur à cette époque a été facilité non seulement par les travaux de Monge, mais aussi par la révolution industrielle en général, la nécessité de fabriquer des pièces détachées et l'introduction de processus de conception dans la production. L'économie était également importante - un ensemble de dessins de conception dans la plupart des cas rendait inutile la construction d'une mise en page d'un objet de travail.

1822 L'une des méthodes populaires de représentation technique, le dessin axonométrique, a été formalisée par le pasteur William Farish de Cambridge au début du siècle 1822 dans ses travaux sur les sciences appliquées. Il a décrit une technique pour montrer des objets dans un espace tridimensionnel, une sorte de projection parallèle qui cartographie l'espace sur un plan en utilisant un système de coordonnées rectangulaires. Une caractéristique qui distingue l'axonométrie des autres types de projection parallèle est le désir de conserver les dimensions réelles des objets projetés dans au moins une direction choisie. Certains types d'axonométrie permettent également de conserver les dimensions des coins parallèles au plan sélectionné. Farish utilisait souvent des modèles pour illustrer certains principes dans ses conférences. Pour expliquer l'assemblage des modèles, il a utilisé la technique de la projection isométrique - la cartographie de l'espace tridimensionnel sur un plan, qui est l'un des types de projection parallèle. Bien que le concept général d'isométrie existait auparavant, c'est Farish qui est largement reconnu comme la première personne à avoir établi les règles du dessin isométrique. Dans 120, dans l'article "Sur la perspective isométrique", il a écrit sur "le besoin de dessins techniques précis, exempts de distorsions optiques". Cela l'a amené à formuler les principes de l'isométrie. Isométrique signifie "mesures égales" car la même échelle est utilisée pour la hauteur, la largeur et la profondeur. L'essence d'une projection isométrique est d'égaliser les angles (XNUMX°) entre chaque paire d'axes, de sorte que la réduction de perspective de chaque axe soit la même. Depuis le milieu du XIXe siècle, l'isométrie est devenue un outil courant pour les ingénieurs (6), et peu de temps après, l'axonométrie et l'isométrie ont été intégrées aux programmes de recherche architecturale en Europe et aux États-Unis.

6. Dessin technique en vue isométrique

80-s – La dernière innovation qui a donné aux dessins techniques leur forme actuelle a été l'invention de les copier de différentes manières, de la photocopie à la photocopie. Le premier processus de reproduction populaire, introduit dans les années 80, était le cyanotype (7). Cela a permis la distribution des dessins techniques jusqu'au niveau des postes de travail individuels. Les travailleurs ont été formés pour lire le plan et ont dû respecter strictement les dimensions et les tolérances. Ceci, à son tour, a eu un impact énorme sur le développement de la production de masse, car il a réduit les exigences en matière de niveau de professionnalisme et d'expérience de l'interprète du produit.

7. Copie du dessin technique

1914 – Au début du 1914e siècle, les couleurs sont largement utilisées dans les dessins techniques. Cependant, en l'an 100, cette pratique avait été abandonnée à près de XNUMX% dans les pays industrialisés. Les couleurs dans les dessins techniques avaient différentes fonctions - elles étaient utilisées pour représenter les matériaux de construction, elles servaient à distinguer les flux et les mouvements dans un système, et simplement à décorer des images d'appareils avec elles.

1963 – Ivan Sutherland, dans sa thèse de doctorat au MIT, développe Sketchpad pour le design (8). C'était le premier programme de CAO (conception assistée par ordinateur) équipé d'une interface graphique - si vous pouvez l'appeler ainsi, car il ne faisait que créer des diagrammes xy. Les innovations organisationnelles appliquées dans Sketchpad ont marqué le début de l'utilisation de la programmation orientée objet dans les systèmes modernes de CAO et d'IAO (ingénierie assistée par ordinateur).

8. Ivan Sutherland présente Sketchpad

Années 60. – Les ingénieurs de grandes entreprises telles que Boeing, Ford, Citroën et GM développent de nouveaux programmes de CAO. Les méthodes de conception assistées par ordinateur et la visualisation de conception deviennent un moyen de simplifier les projets automobiles et aéronautiques, et le développement rapide de nouvelles technologies de fabrication, principalement des machines-outils à commande numérique, n'est pas sans importance. En raison du manque important de puissance de calcul par rapport aux machines d'aujourd'hui, les premières conceptions CAO nécessitaient beaucoup de puissance financière et d'ingénierie.

9. Porter Pierre Bezier avec ses formules mathématiques

1968 – L'invention des méthodes XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) est attribuée à l'ingénieur français Pierre Bézier.9). Pour faciliter la conception de pièces et d'outillages pour l'industrie automobile, il a développé le système UNISURF, qui est devenu plus tard la base de travail des générations suivantes de logiciels de CAO.

1971 – ADAM, dessin et usinage automatisés (ADAM) apparaît. C'était un outil de CAO développé par le Dr. Patrick J. Hanratty, dont la société Manufacturing and Consulting Services (MCS) fournit des logiciels à de grandes entreprises telles que McDonnell Douglas et Computervision.

Années 80. – Progrès dans le développement d'outils informatiques pour la modélisation solide. En 1982, John Walker a fondé Autodesk, dont le produit principal est le célèbre et populaire programme 2D AutoCAD.

1987 – Lancement de Pro/ENGINEER, annonçant l'utilisation accrue des techniques de modélisation fonctionnelle et de la liaison des paramètres de fonction. Le fabricant de cette prochaine étape dans la conception était la société américaine PTC (Parametric Technology Corporation). Pro/ENGINEER a été créé pour les processeurs Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris et Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC, mais au fil du temps, le fabricant a progressivement limité le nombre de plates-formes prises en charge. Depuis 2011, les seules plates-formes prises en charge sont les systèmes de la famille MS Windows.

10. Concevoir des robots dans un programme de CAO moderne

1994 – Autodesk AutoCAD R13 apparaît sur le marché, c'est-à-dire. la première version du programme d'une société bien connue travaillant sur des modèles en trois dimensions (10). Ce n'était pas le premier programme conçu pour la modélisation 3D. Des fonctions de ce type ont été développées au début des années 60 et, en 1969, MAGI a lancé SynthaVision, le premier programme de modélisation solide disponible dans le commerce. En 1989, NURBS, une représentation mathématique des modèles 3D, est apparue pour la première fois sur les stations de travail Silicon Graphics. En 1993, CAS Berlin a développé un programme de simulation NURBS interactif pour PC appelé NöRBS.

2012 – Autodesk 360, un logiciel de conception et de modélisation basé sur le cloud, fait son entrée sur le marché.