Cap. 1 Disegno tecnico

1. Cap. 1 Disegno tecnico Disegno e Disegno tecnico

2. a) Il disegnoè la rappresentazione su un piano bidimensionale di un oggetto, reale od immaginario. Il disegno è un mezzo di comunicazione basato sull’uso di segni (linee, curve, punti) tracciati su di una superficie, che devono essere visti e interpretati: è quindi un’espressione grafica interpretata mediante percezione visiva. In questo modulo ci occuperemo del disegno tecnico, inteso come strumento operativo, in grado di fornire informazioni oggettive e quantificate. Ildisegno tecnico è la rappresentazione (su un piano bidimensionale, per mezzo di linee e segni) di un oggetto finalizzata ad utilizzazioni pratiche, alla trasmissione di informazioni. La definizione appena data esclude tutti quei disegni che si prefiggono di rappresentare gli oggetti per comunicare emozioni e sensazioni, od anche a scopo solo ornamentale, cioè quanto può essere definito disegno artistico.

3. Ad esempio, rimanendo nel campo dell’informazione tecnica, in un disegno utilizzato per scopi pubblicitari o per cataloghi, si cerca di dare all’osservatore il senso di tridimensionalità spaziale (figg. 1 e 2), che manca nei disegni tecnici esecutivi, finalizzati invece alla fabbricazione. Figura 1 – Rappresentazione di un automezzo, nella quale sono evidenziati, nella loro collocazione spaziale, l’abitacolo, il sistema di trazione e quello di trasmissione

4. Figura 2 – Illustrazione di tipo figurativo di una macchina

5. b) Come mezzo di comunicazione, il disegno dovrà consentire al destinatario di formarsi un'immagine, mentale, dell’oggetto, completa di tutti gli attributi e le qualità che gli sono proprie. Questo processo può avvenire soltanto sulla base di uncodice,attraverso il quale la forma e gli attributi possono essere interpretati in modo univoco e completo. La necessità di una codificazione specifica, indirizzata in senso tecnico, aumenta il contenuto informativo del linguaggio, ma ne riduce l’aspetto di universalità(fig. 3).

6. Figura 3 – Evoluzione della rappresentazione della filettatura di una vite, da realistica a convenzionale, comprensibile solo a chi ne conosce le regole Di conseguenza l’area di comprensione del disegno “tecnico” è limitata ai diretti utilizzatori del medesimo, a differenza di quello che accade per il disegno artistico e figurativo.

7. c) Ma anche la definizione di disegno tecnico come disegno a fini utilitaristici non riesce a delimitarne con precisione i confini. A tal fine bisogna introdurre ancora una delimitazione, parlando di “disegno per la produzione industriale” o, meglio, di “disegno meccanico (o navale)”, ovvero di disegno destinato a fornire le informazioni necessarie per costruire un oggetto mediante gli opportuni utensili e macchine, riproducendo, con un materiale indicato, quanto nel disegno è rappresentato in forma e dimensioni. Questa ulteriore delimitazione esclude pertanto dal “disegno tecnico” i disegni impiegati, ad esempio, nel campo delle costruzioni (fig. 4) o degli impianti (fig. 5), i quali, pur avendo molti punti di contatto con il disegno meccanico, presentano caratteristiche loro proprie, elaborate per rendere più efficace la trasmissione di informazioni specifiche.

8. Figura 4 – Il disegno per l’edilizia segue un particolare codice di rappresentazuione, pur rientrando nei metodi generali del disegno tecnico

9. Figura 5 – Il disegno di impianti fa largo uso di schemi e simboli

10. d) Sulla base di tutte le considerazioni esposte, si può quindi giungere alla seguentedefinizione di disegno tecnico: “Il disegno tecnico permette, tramite un assieme convenzionale di linee, di numeri, di simboli e di indicazioni scritte, di fornire delle informazioni sulla funzione, sulla forma, sulle dimensioni, sulla lavorazione e sul materiale relativi ad un determinato oggetto, che potrà quindi essere costruito anche senza necessità di contatto tra chi ha ideato e chi deve fabbricare”. e) Indubbiamente questo tipo di disegno risulta di comprensione non immediata ed è di facile accesso solo per chi possiede ilcodice di lettura. Il disegno tecnico risulta quindi un linguaggio universale, come spesso ripetono i testi, ma in un universo limitato, nei confini, relativamente ristretti, degli “addetti ai lavori”, cioè dei tecnici che hanno convenuto di usare tale metodo di comunicazione e l’hanno codificato (fig. 6).

11. Figura 6 – Disegno di fabbricazione del basamento della macchina di figura 2: nella rappresentazione sono indicate forme, dimensioni, errori ammissibili (tolleranze) e procedure di lavorazione

12. Il codice da usare per rappresentare in modo efficace ed oggettivo gli oggetti, • reali e costruibili, deve rispettare alcune regole fondamentali, ovvero: • la rappresentazionedeve essere univoca e fedele, non deve lasciare dubbi sulla sua interpretazione; • la rappresentazione deve contenere una codifica completa delle caratteristiche del componente, mettendo in evidenza tutti i particolari, con forme e dimensioni; • deve essere garantita la trasferibilità delle informazioni tra utenti diversi; • è necessarial’integrazione del processo di disegno‑progettazione con le altre fasi del processo produttivo, quali la pianificazione dei cicli di lavorazione e la produzione; • 5) la rappresentazione deve essere di facile interpretazione e manipolazione dei dati.

13. Disegno tecnico e Geometria

14. a) Il disegno, soprattutto nelle sue applicazioni tecniche, richiede di poter tracciare con precisione linee e curve, di costruire figure geometriche,e ha perciò con la geometria uno stretto rapporto. • Ilproblema principale del disegno è quello di poter rappresentare su un piano bidimensionale (un foglio di carta) un oggetto spaziale a tre dimensioni. • Questo risultato può essere acquisito, applicando i metodi dellageometria descrittiva,che si occupa della trasformazione sistematica di problemi della geometria dello spazio in problemi di geometria piana. • In particolare, almeno nella sua accezione grafica, la geometria descrittiva si occupa: • della definizione di elementi geometrici e della loro individuazione spaziale attraverso le proiezioni ortografiche; • della definizione della intersezionedi diversi elementi tra loro; • dello sviluppopiano di superfici nello spazio.

15. I metodi della geometria descrittiva consentono, dato un oggetto tridimensionale, di ottenerne su un piano bidimensionale una rappresentazione con una precisa corrispondenza dimensionale. Nello stesso tempo, è possibile, data l’immagine di una figura piana e con la conoscenza di alcune regole matematiche di rappresentazione, ricostruire la figura nello spazio. In tal modo la rappresentazione è intesa come equivalente e perfettamente sostituibile all'oggetto reale, e ciò costituisce il fondamento del disegno tecnico. Le basi teoriche della geometria descrittiva sono legate al nome di Gaspard Monge(1746‑1818), che sviluppò in Francia dal 1795 la prima trattazione sistematica della geometria descrittiva, in cui veniva esposto il metodo delle proiezioni ortogonalisu due quadri tra loro perpendicolari, che vengono poi ribaltati uno sull’altro. Questo metodo (chiamato spesso, ancora oggi, “proiezione di Monge”) consente la descrizione grafica in modo chiaro ed univoco di oggetti anche di notevole complessità.

16. b) I metodi di rappresentazione usati nella geometria descrittiva sono basati sul concetto geometrico di proiezione,di seguito presentato nella sua generalità, mentre nei capitoli successivi saranno sviluppate le regole di proiezione, sia nei loro aspetti geometrici sia nelle applicazioni tecniche. Si definisce proiezionedi un punto P su un piano π(dettopiano di rappresentazioneo anchequadro), secondo la direzione di una retta s, non parallela a π, l’intersezione P' di π con la retta(dettaraggio di proiezioneoproiettante)passante per P, parallela a s(fig. 7). Se due punti A e B sono estremi di un segmento AB, ed A' e B' sono le proiezioni di A e B sul piano π, il segmento A’B’ si dirà proiezione di AB su π. Se la retta s é perpendicolare al piano π, si ha una proiezione ortogonale, altrimenti la proiezione si dice obliqua. Figura 7 – Concetto di proiezione: proiezione di un punto e di un segmento su un piano secondo una certa direzione

17. c) I metodi più comunemente usati come tecnica di rappresentazione, qui indicati • e che saranno illustrati nel seguito, sono: • proiezione centrale o prospettiva; • proiezioni parallele. • Nella proiezione centrale i raggi proiettanti passano tutti per un punto detto “centro • di proiezione”, mentre nelle proiezioni parallele i raggi di proiezione sono tra di • loro paralleli (hanno in comune un punto posto all’infinito). • Le proiezioni parallele si suddividono in: proiezioni ortogonali e proiezioni • oblique. • Nelle proiezioni ortogonali i raggi di proiezione sono perpendicolari al piano di • proiezione. Comprendono le proiezioni ortografichee l’assonometria ortogonale. • Nelle proiezioni ortografiche almeno uno dei piani principali della terna di • riferimento spaziale dell’oggetto è parallelo al piano di proiezione, mentre nella • assonometria ortogonale nessuno dei piani principali della terna di riferimento • spaziale dell’oggetto è parallelo al piano di proiezione. • Nelle proiezioni oblique i raggi di proiezione sono obliqui rispetto al piano di • proiezione. Alle proiezioni oblique appartengono le assonometrie oblique.

18. Tabella 1 – Metodi di rappresentazione

19. Proiezione centrale o prospettiva Nella prospettiva i raggi proiettanti partono da un unico centro di proiezione posto a una distanza finita dal piano di proiezione, adatta a descrivere con effetto realistico la forma degli oggetti rappresentati. Le figure che si ottengono sono quelle che soddisfano maggiormente le esigenze sia estetiche che visive, poiché questo metodo opera in modo simile alla visione dell'occhio umano, considerato come un punto in cui convergono le immagini dei punti disposti nello spazio circostante (figg. 8 e 9). Figura 8 – Proiezione centrale o prospettica

20. Figura 9

21. Le prospettive sono assimilabili alle fotografie che si ottengono con un obiettivo a corta focale (fig. 10). Figura 10

22. Il metodo prospettico in pratica cerca di riprodurre, su di un piano, quanto appare dall'osservazione di un oggetto tridimensionale posto nello spazio, tuttavia in campo industriale il metodo non trova applicazione, perché risulta estremamente laborioso risalire dal disegno alle caratteristiche dimensionali dell’oggetto rappresentato, mentre è impiegato in campo architettonico, per la sua efficacia nel definire con maggior illusione realistica i rapporti spaziali (fig. 11). Figura 11 – La proiezione centrale o prospettica nel disegno di architettura

23. Proiezioni parallele Le proiezioni parallele, basate su una condizione astratta, cioè con raggi proiettanti provenienti tutti da un punto posto a distanza infinita e quindi fra loro paralleli, si possono a loro volta suddividere in ortogonali e oblique, a seconda della reciproca posizione dei raggi proiettanti e del quadro. Se l’oggetto da rappresentare è una figura pianaposta parallela al quadro, la sua proiezione sarà uguale all'oggetto, indipendentemente dalla inclinazione dei raggi proiettanti. Se la figura è disposta obliquamente rispetto al quadro, le sue dimensioni in proiezione variano secondo proporzioni dipendenti sia dall'inclinazione dei raggi proiettanti sia da quella dell’oggetto rispetto al quadro, ma mantenendo i rapporti fra le dimensioni presenti nell’oggetto reale.

24. L'ulteriore suddivisione delle proiezioni parallele ha significato solo se si tratta dioggetti tridimensionali: la posizione di questi rispetto al quadro ed alla direzione dei raggi proiettanti dà origine alleassonometriee alleproiezioni ortografiche. Per comprendere la differenza fra i due tipi di proiezione si deve pensare di proiettare su un piano un insieme di tre segmenti fra loro ortogonali uscenti da un punto: nelle proiezioni assonometriche i segmenti sono orientati in modo che sul quadro compariranno sempre tutti e tre (anche se alterati nelle dimensioni a causa della loro inclinazione rispetto al quadro), mentre nelle proiezioni ortografichene appariranno soltanto due posti in un piano parallelo al quadro e quindi nella loro vera grandezza, mentre il terzo, perpendicolare al quadro, risulta invisibile, proiettandosi in un punto.

25. Un’assonometriaconsente la rappresentazione di un corpo tridimensionale per mezzo di un’unica proiezione (fig. 12) e dà una visione spaziale completa, abbastanza simile alle configurazioni percepite dall’occhio umano (specie per oggetti abbastanza piccoli). Figura 12 – Le assonometrie possono essere ortogonali od oblique; in entrambi i casi un opportuno orientamento dell’oggetto rispetto al quadro consente la proiezione di immagini soddisfacenti per la comprensione e anche sotto l’aspetto estetico

26. Le assonometrie sono assimilabili alle fotografie che si ottengono con un teleobiettivo (figura 13). Figura 13

27. Le assonometrie trovano applicazione nel campo tecnico perché, pur soddisfacendo le esigenze visive meno della prospettiva, sono di più facile esecuzione e permettono anche una descrizione dimensionale accettabile. La figura ottenuta si discosta spesso dall'immagine reale, ma risulta adatta ad individuare immediatamente le reali dimensioni dell’oggetto e permette di rappresentare facilmente le concezioni spaziali sia delle masse che dei particolari in esse inseriti. A questo è dovuta la fortuna del metodo che, specie nel caso della rappresentazione di organi meccanici, ha sostituito l’uso della prospettiva. L’assonometria consente utili rappresentazioni di schemi di impianti complessi ed è oggi resa di più economica realizzazione dalle moderne tecniche di elaborazione dell'immagine. Viene particolarmente impiegata per realizzare la rappresentazione "'esplosa" di un meccanismo, che, distaccando fra di loro (secondo opportune direzioni) i vari componenti, consente una maggiore evidenziazione dei relativi rapporti e posizioni. In particolare risulta preziosa per illustrare operazioni e sequenze di montaggi anche complessi (fig. 14).

28. Figura 14 – Vista assonometrica esplosa

29. Laproiezione ortografica(proiezione parallela in cui almeno uno dei piani principali della terna di riferimento spaziale dell’oggetto è parallelo al piano di proiezione),basata sulle proiezioni ortogonali elaborate da Monge,ha scopi quasi esclusivamente tecnici, è effettuata in modo convenzionale, non ha lo scopo di soddisfare l’occhio, ma solo di facilitare il massimo grado di rilevamento delle dimensioni, delle caratteristiche delle superficie, della struttura interna dell'oggetto, in definitiva di tutto ciò che è necessario per la costruzione dell’oggetto. Il sistema consiste nel proiettare ortogonalmente, da distanza infinita, sul piano del disegno, l’oggetto da rappresentare: i raggi proiettanti disegneranno sul quadro il contorno esatto delle figure parallele al piano di rappresentazione, mentre non risulteranno visibili i segmenti perpendicolari al piano stesso. Un unico disegno non è perciò sufficiente per rappresentare completamente l’oggetto e si dovrà provvedere a proiezioni, sempre ortogonali, su altri piani, per vedere le altre parti dell'oggetto (figura 15).

30. Figura 15 – Rappresentazione ortografica completa di un oggetto, mediante tre proiezioni ortogonali su tre piani coordinati ortogonali (per comprendere facilmente la collocazione dell’oggetto rispetto ai piani e la sua forma occorre però ricorrere all’aiuto di una rappresentazione assonometrica)

31. Si può dire che il prezzo da pagare per ottenere una rappresentazione bidimensionale esatta della forma e delle dimensioni dell'oggetto è quello di disgregarla in diverse parti, rinunciando ad un'unica rappresentazione dell'oggetto nella sua interezza. In compenso la proiezione ortografica restituisce all’utilizzatore l’essenza geometrica della forma, senza le alterazioni delle misure e degli angoli comuni alla percezione fisiologica (fig. 16). Figura 16 – La rappresentazione prospettica può portare ad interpretazioni errate: la figura di sinistra può apparire come un cubo, e la sua vera forma si rivela e si rileva solo con proiezioni ortografiche

32. Il sistema risulta graficamente piuttosto semplice, specie se, come consuetudine nel disegno tecnico, si assumono, quali piani di riferimento, dei piani paralleli alle superfici principali dell’oggetto da rappresentare. In realtà è implicito in esso un elevato grado di astrattezza e non è in grado di fornire in modo immediato una completa illustrazione della realtà materiale. E’ però logico che, ai fini del disegno tecnico, vengano scelti quei metodi che presentano la maggiore semplicità e tra essi il metodo delle proiezioni ortografiche è il più funzionale. Tuttavia, per riuscire a percepire l’immagine tridimensionale dell’oggetto occorre la capacità (basata anche sull'esperienza) di ricomporre mentalmente le diverse immagini proiettate su diversi piani (che devono perciò avere fra loro precise relazioni). Pertanto, poiché, per oggetti di forma complessa, il metodo delle proiezioni ortografiche richiede uno sforzo mentale non indifferente per risalire alla forma dell’oggetto rappresentato, può essere conveniente affiancarlo con disegni ottenuti mediante altri metodi di rappresentazione, e in particolare, nel campo del disegno tecnico, con l’assonometria, come si vede nella precedente figura 15, magari in scala diversa.

33. Fine Cap. 1